粉末冶金材料学

本书系作者在多年讲授“粉末冶金材料学”课程的基础上编著而成的，内容力图结合粉末冶金材料和材料科学基础相关知识，突出粉末冶金材料的基本概念和基本原理，系统阐述粉末冶金材料的体系、制备技术、科学基础、内在规律等，主要内容涉及粉末冶金材料的强韧化、铁基粉末冶金结构材料、硬质合金与工具材料、粉末冶金摩擦材料、粉末冶金减摩材料、粉末冶金多孔材料、粉末冶金先进陶瓷材料、粉末冶金高温含金、难熔金属材料、粉末冶金磁性材料和粉末冶金原子能工程材料等。

目录

前言

第1章 概论 1

1.1 粉末冶金技术的优点与特点 1

1.1.1 定义 1

1.1.2 粉末冶金技术的优点 2

1.1.3 粉末冶金技术的特点 2

1.2 粉末冶金技术的发展 4

1.2.1 粉末冶金技术发展历程 4

1.2.2 粉末冶金技术发展的三个重要标志 6

1.3 粉末冶金发展趋势与学科前沿 7

1.3.1 发展趋势 7

1.3.2 学科前沿 7

1.4 粉末冶金材料的应用 8

思考题 9

第2章 粉末冶金材料的强韧化 10

2.1 固溶强化 10

2.2 热处理强化 15

2.2.1 马民体相变 15

2.2.2 时效强化 19

2.2.3 主要热处理方式 20

2.3 弥散强化 22

2.3.1 弥散强化的机理 22

2.3.2 影响弥散强化材料强度的因素 26

2.3.3 弥散强化材料的性能 29

2.3.4 典型弥散强化材料 33

2.4 颗粒强化 37

2.4.1 颗粒强化的机理 38

2.4.2 颗粒强化铝基复合材料 39

2.5 纤维强化 40

2.5.1 纤维强化的机理 40

2.5.2 影响纤维强化材料强度的因素 44

2.5.3 纤维强化材料的性能 49

2.6 晶界强化 52

2.7 形变强化 53

2.8 韧化 54

2.8.1 相变韧化 54

2.8.2 弥散韧化 56

2.8.3 微裂纹韧化 57

2.9 展望 57

思考题 58

参考文献 58

第3章 铁基粉末冶金结构材料 60

3.1 机械结构零部件制造方法比较 62

3.2 铁碳相图 65

3.3 铁基粉末冶金结构材料提高密度的方法 67

3.3.1 复压复烧 67

3.3.2 熔浸 68

3.3.3 粉末冶金热锻 68

3.3.4 温压 69

3.4 烧结碳钢 69

3.5 铁-铜系材料 73

3.5.1 铁-铜-碳系材料一一烧结铜钢 73

3.5.2 其他铁-铜系材料 78

3.6 铁-镍系材料 81

3.6.1 烧结铁-镍合金 82

3.6.2 烧结镍钢 83

3.6.3 烧结镍铝钢和镍铝粉末锻钢 86

3.6.4 烧结镍铜铝钢和镍铜铝粉末锻钢 87

3.7 铁-锰系材料 88

3.8 铁-铬系材料 90

3.9 铁-磷系材料 92

3.10 粉末冶金不锈钢 96

3.10.1 合金元素的作用 97

3.10.2 不锈钢粉及粉末冶金不锈钢的制备 98

3.11 粉末冶金高速钢 100

3.11.1 高速钢的牌号 101

3.11.2 合金元素的作用 101

3.11.3 铸态高速钢的组织特点及热处理 103

3.11.4 粉末冶金高速钢的性能 104

3.11.5 粉末高速钢制造工艺 105

3.11.6 粉末高速钢的热处理特性 112

3.12 展望 114

思考题 115

参考文献 115

第4章 硬质合金与工具材料 117

4.1 碳化钨基硬质合金 118

4.1.1 碳化钨与复式碳化物的制造 121

4.1.2 碳化钨基硬质合金的制造工艺和性能 130

4.1.3 硬质合金的成分、相与组织 144

4.1.4 硬质合金的力学性能 146

4.2 碳化钛基金属陶瓷 147

4.2.1 概述 147

4.2.2 碳化钛基金属陶密的制造工艺 148

4.3 不重磨刀片与涂层硬质合金 159

4.4 钢结硬质合金 164

4.4.1 钢结硬质合金的成分与组织 164

4.4.2 钢结硬质合金的热处理 166

4.4.3 钢结硬质合金的力学性能 169

4.5 超硬工具材料 171

4.5.1 金刚石 171

4.5.2 立方氮化硼 173

4.6 陶瓷工具材料 174

4.6.1 Al2O2陶瓷的特性 175

4.6.2 Al2O2陶墅的发展趋势 177

4.7 展望 178

思考题 178

参考文献 179

第5章 粉末冶金摩擦材料 181

5.1 粉末冶金摩擦材料的分类 182

5.1.1 按材质分类 182

5.1.2 按工况分类 183

5.2 摩擦材料摩擦、磨损的理论基础 183

5.2.1 干摩擦理论 183

5.2.2 摩擦副摩擦时表面层中发生的过程 185

5.2.3 粉末冶金摩擦材料摩擦磨损机理 185

5.3 粉末冶金摩擦材料的基体、润滑组元和摩擦组元 187

5.3.1 基体组元 187

5.3.2 润滑组元 190

5.3.3 摩擦组元 194

5.4 粉末冶金摩擦材料的制造工艺 198

5.5 液体润滑粉末冶金摩擦材料 200

5.6 粉末冶金摩擦制品对偶材料 202

5.6.1 钢 202

5.6.2 铸铁 203

5.7 改善粉末冶金摩擦材料性能的途径 203

5.7.1 改善干式摩擦材料性能的途径 203

5.7.2 改善温式摩擦材料性能的途径 206

5.8 展望 206

思考题 208

参考文献 208

第6章 粉末冶金减摩材料 210

6.1 铜基粉末冶金减摩材料 210

6.1.1 多孔青铜 211

6.1.2 青铜-石墨材料 212

6.1.3 铅青铜 213

6.1.4 合金化青铜 214

6.1.5 烧结黄铜 215

6.1.6 铜-石墨材料 215

6.2 铁基粉末冶金减摩材料 217

6.2.1 多孔铁 217

6.2.2 铁-石墨材料 218

6.2.3 铁-铜-石墨材料 220

6.2.4 铁-铜-石墨-磷材料 221

6.2.5 含硫、硫化物和硒化物的铁基减摩材料 222

6.2.6 铁-石墨-钼减摩材料 224

6.2.7 含氟化物的铁基减摩材料 226

6.2.8 硫化和硼化不锈钢减摩材料 226

6.2.9 用铭、镍、钻和其他元素合金化的铁基减摩材料 227

6.3 带钢背的双金属减摩材料 227

6.4 聚合物基减摩材料 230

6.4.1 钢背加强的金属氟塑料减摩材料 231

6.4.2 浸跚氟塑料的多孔骨架的减摩材料 232

6.4.3 填充型聚合物减摩材料 233

6.5 特殊用途的复合减摩材料 234

6.5.1 在流体润滑条件下工作的材料 235

6.5.2 真空和惰性气体中无润滑减摩材料 240

6.5.3 在较高温度条件下工作的减摩材料 242

6.5.4 高滑动速度下工作的减摩材料 245

6.5.5 在水中和腐蚀介质中工作的减摩材料 246

6.5.6 端面和径向密封材料 249

6.6 展望 252

思考题 253

参考文献 253

第7章 粉末冶金多孔材料 255

7.1 粉末冶金多孔材料的特点 255

7.2 粉末冶金多孔材料的成形 256

7.2.1 模压成形 257

7.2.2 等静压制 257

7.2.3 粉末轧制多孔带材 258

7.2.4 多孔管材的增塑挤压 259

7.2.5 无压成形 260

7.3 多孔材料的烧结 262

7.3.1 多孔材料烧结过程的一般特点 263

7.3.2 烧结方法 264

7.3.3 烧结工艺 267

7.4 高孔隙度材料的制备 269

7.4.1 添加造孔剂制取高孔隙度材料 269

7.4.2 添加造孔强化剂制取高孔隙度材料 272

7.4.3 其他制取高孔隙度材料的方法 273

7.5 微孔材料的制取方法 274

7.5.1 粉浆挤压及粉末轧制法 274

7.5.2 在多孔体表面涂覆细粉末颗粒和浸渍合成树脂的方法 275

7.5.3 在多孔体中添加弥散质点的方法 277

7.5.4 利用有机化合物分解的方法 277

7.6 粉末冶金多孔材料的应用 278

7.7 展望 279

思考题 281

参考文献 281

第8章 粉末冶金先进陶瓷材料 283

8.1 氧化物先进陶瓷材料 283

8.1.1 氧化铝陶瓷 283

8.1.2 氧化锆陶瓷 285

8.2 难熔化合物先进陶瓷材料 287

8.2.1 难熔化合物的性能 288

8.2.2 难熔化合物合金 289

8.2.3 非金属难熔化合物 290

8.2.4 难熔化合物先进陶暨材料的制备 292

8.2.5 难熔化合物先进陶瓷材料的应用 294

8.3 展望 296

思考题 297

参考文献 297

第9章 其他粉末冶金材料 299

9.1 粉末冶金高温合金 299

9.1.1 沉淀强化粉末高温合金 300

9.1.2 弥散强化粉末高温合金 304

9.2 难熔金属材料 305

9.2.1 钨及钨合金 306

9.2.2 铝及铝合金 308

9.3 粉末冶金电工材料 310

9.3.1 触头材料 310

9.3.2 电刷材料 313

9.4 粉末冶金磁性材料 315

9.4.1 软磁金属材料 315

9.4.2 硬磁金属材料 318

9.4.3 铁氧体 320

9.5 粉末冶金原子能工程材料 322

9.5.1 原子能工程结构材料 322

9.5.2 控制材料与屏蔽材料 323

9.5.3 原子能工程包套材料 323

9.6 展望 323

思考题 324

参考文献 324

思考题答案要点 326