粉末冶金材料测试

粉末冶金材料测试测试总览化学成分，松装密度，流动性，团聚。粉末混合压制烧结生坯密度,生坯强度,生坯裂纹,弹性后效烧结密度，尺寸变化，化学分析显微结构，力学性能以下工序后将要测试的项目力学性能•拉伸性能(UTS,YS,E,A，Toughness)•(宏观)硬度(HV)•微观硬度(MHV)•横向断裂强度(TRS)•冲击能(IE)•疲劳性能(FatigueLimit)拉伸测试拉伸测试低碳钢(锻造)屈服强度极限抗拉强度断裂强度应力应变其他材料(粉末冶金材料)极限抗拉强度断裂强度0.2%弹性极限应力应力0.2%应变弹性变形区域塑性变形区域拉伸性能•杨氏模量•极限抗拉强度•屈服强度(弹性极限应力)•延伸率•韧性常规应力-应变曲线低碳高碳抗拉强度应变DistaloyHP1Tensilestress-straincurveDistaloyHP+Cdensity7,1and7,3g/cm30200400600800100012000,0000,0050,0100,0150,0200,0250,0300,0350,0400,0450,050StrainStress[MPa]120010008006004002000TS(MPa)7.3g/cm30.5%C7.3g/cm30.8%C7.3g/cm30%C7.1g/cm30%C7.1g/cm30.8%C7.1g/cm30.5%C00.511.522.533.544.55应变%•当含碳量增加时，抗拉强度增加延伸率降低。z当被热处理后,抗拉强度增加延伸率降低。抗拉强度和0.2%弹性极限应力•密度:7.05g/cm3•烧结：1120C/30min延伸率•密度:7.05g/cm3•烧结：1120C/30min一般地,高强度的材料表现出较低的延伸率。韧性•韧性是材料受力时抵抗破裂的程度。也被定义成为材料在破裂前所吸收的能量。•韧性也可以用压力-应变曲线中的面积（也就是采用积分）来表示。硬度•压痕硬度表现了对永久变形的抵抗程度，特别是塑性变形。•通常加载一个符合材料性能的压头来测试材料硬度以及测试所形成的凹痕尺寸。•有多种可供选择精度的压痕硬度，最普遍的有洛氏硬度、维氏硬度和布氏硬度。•宏观硬度和微观硬度硬度测试仪粉末冶金钢铁宏观、微观硬度的测量压痕基体硬度孔隙影响表观硬度孔隙宏观硬度和显微硬度的关系多孔材料密实材料微观硬度宏观硬度粉末冶金零件的硬度测试•指定一个区域来做评测。•去除任何在压头和支撑面上可能影响压痕硬度读数的毛刺。•每个零件至少需要五组硬度读数，去除异常情况的读数。•平均读数。•取接近整数的平均结果。硬度vs极限抗拉强度(MPIF标准)0200400600800100012001400160015253545Hardness(HRC)UTS(MPa)Fe-CFe-Cu-CFe-Cu-Ni-CFe-(0.3-0.9)%CFe-(1.5-3.9)%Cu-(0.3-0.9)%CFe-(1-5.5)%Ni-(0-2.5)%Cu-(0.3-0.9)%C显微硬度剖面抛光的影响TooshortpolishingtimeGoodpolished横向抗裂强度(TRS)这个测试很简单，适合于坚硬的材料。由于夹具夹不住坚硬材料的试样并产生滑移，因此不能用于做拉伸实验。由于弯曲载荷，通常,TRS是TS的1.5-2.0倍。冲击能(IE)冲击能(IE)IE试样的断裂面延展性高低韧性断裂以及穿晶开裂好沿晶界断裂坏断裂穿透颗粒断裂颗粒沿晶断裂穿晶断裂典型易碎材料的断裂面例如陶瓷。断裂韧度•如果一种材料具有很大断裂韧度值，那么它很有可能是经过可延展性断裂。•脆性断裂是表示低断裂韧度值材料的特征。疲劳•疲劳是渐进的、局部的和永久性的结构破坏。发生于某种材料受到在最大名义应力值低于(通常远低于)材料的静屈服强度处的周期的或者波动的应变。•疲劳对于粉末冶金材料来说正变得越来越重要，尤其是汽车部件。疲劳试验•轴向•弯曲•扭转类型应力比:疲劳试验机S-N曲线疲劳极限典型地疲劳极限大约是TS3-4倍.(MPIF标准)显微结构与耐疲劳度a)颗粒之间引发(=颗粒之间=穿过烧结颈)b)穿透颗粒引发(=穿过颗粒)AstaloyMo(预合金)烧结颈比颗粒弱(孔隙看上去像缺口)DistaloyHP(扩散合金)烧结颈/马氏体的网状组织比基粉颗粒强例:例:影响疲劳特性的因素•材料的纯度•表面或内在的缺陷•应力状态•显微结构PMschoolfatigueshuman