Własności spieków na bazie żelaza wytworzonych metodą prasowania na gorąco

W pracy badano wpływ składu chemicznego na mikrostrukturę i własności mechaniczne materiałów stanowiących osnowę w narzędziach metaliczno-diamentowych. W badaniach wykorzystano elementarne proszki żelaza, miedzi, cyny i niklu. Wytworzone metodą prasowania na gorąco spieki Fe-Cu, Fe-Cu-Sn, Fe-Ni-Cu-Sn, poddano pomiarom gęstości, twardości oraz statycznej próbie zginania. Dokonano również obserwacji mikrostruktury przy użyciu mikroskopu optycznego i elektronowego mikroskopu skaningowego oraz przeprowadzono rentgenowską analizę fazową. Niezależnie od składu chemicznego materiału, przygotowane mieszanki proszków elementarnych zagęszczono do gęstości przekraczającej 98 % gęstości teoretycznej, metodą prasowania na gorąco w temperaturze 900 stopni C, pod ciśnieniem 35 MPa, przez czas 3 minut. Otrzymane spieki posiadały drobnoziarnistą mikrostrukturę. Materiał Fe-Ni-Cu-Sn osiągnął najwyższą twardość i granicę plastyczności, podczas gdy spieki Fe-Cu-Sn posiadały wysokie własności wytrzymałościowe oraz bardzo dobrą plastyczność.

---

The main objective of the present work was to determine the effect of powder composition on microstructure and mechanical properties of iron-based materials used as matrices in diamond impregnated tools. Fe-Cu, Fe-Cu-Sn and Fe-Ni-Cu-Sn premixed powders were used for the experiments. They were consolidated by the hot-press process. The specimens were then subjected to density measurements and tested for Rockwell hardness and bending properties. Their microstructure was examined by the light microscopy (LM), scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction (XRD). Irrespective of the chemical composition near full densities were achieved after a 3 minute hold at 35 MPa and 900oC. All examined materials showed a fine-grained microstructure. Fe-Ni-Cu-Sn material had the highest hardness and mechanical strength whereas the Fe-Cu-Sn alloys combined a relatively high hardness, yield strength and good ductility.