稀土元素對氣霧化高強不銹鋼粉末性能的影響

編號：CYYJ043194

篇名：稀土元素對氣霧化高強不銹鋼粉末性能的影響

作者：劉暢 張夢醒 劉雨 梁劍雄 楊志勇 褚韋涵 王長軍

關(guān)鍵詞： 不銹鋼粉末 氣霧化 粉末改性 粉末流動性 元素分布表征

機構(gòu)： 鋼鐵研究總院有限公司特殊鋼研究院 北京科技大學(xué)新材料技術(shù)研究院

摘要： 通過增材制造技術(shù)成形高強不銹鋼可以有效提高不銹鋼材料的成形效率、減少原料浪費、適用于各類復(fù)雜形狀制件,是未來高強不銹鋼成形的重要方式。但是氣霧化法制備得到的不銹鋼粉末存在細(xì)粉收得率低、衛(wèi)星粉含量高、雜質(zhì)氧含量高等問題,嚴(yán)重影響了通過增材制造技術(shù)成形的高強不銹鋼零件的致密度、力學(xué)性能等特性。為了提高零件的成形質(zhì)量,需要對氣霧化金屬粉末進(jìn)行有效地改性,減少粉末表面衛(wèi)星粉、提高粉末流動性。制備了PH13-8Mo高強不銹鋼粉末,并在氣霧化制粉時向其中加入稀土La元素,后續(xù)的表征結(jié)果表明不銹鋼粉末的顆粒形狀、球形度和粉末流動性等粉末物性都在加入稀土后得到了改善。為了系統(tǒng)探究稀土元素的影響規(guī)律,制備了3批不同成分的含稀土粉末,稀土La的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0.11%、0.39%、0.59%。采用SEM、XPS、EPMA、3DAPT等分析手段,表征粉末形貌、粒度分布、流動性、相組成、化學(xué)成分等特性。結(jié)果表明,添加了稀土的PH13-8Mo不銹鋼粉末各項物性都明顯改善、粉末球形度增加、流動性明顯提高,稀土加入對PH13-8Mo不銹鋼的相轉(zhuǎn)變溫度和組織形貌也存在影響。通過對粉末成分的表征發(fā)現(xiàn)稀土元素在粉末顆粒中沿晶界分布,存在明顯的偏析情況。研究結(jié)果證實了在氣霧化制粉過程中向高強不銹鋼中添加稀土元素來調(diào)控粉末物性,是一種高效可行的工藝路線。