Легирование порошковых сталей

Легирование порошковых сталей в отличие от литых имеет ряд характерных особенностей, обусловленных спецификой их получения. Структура порошковых легированных сталей и их свойства зависят от способов получения сталей и технологических особенностей получения. Можно назвать следующие основные способы получения порошковых легированных сталей: приготовление поликомпонентных смесей из порошков железа и легирующих элементов и последующая их обработка; применение легированных порошков железа, к которым в случае необходимости добавляют углерод (обычно графит) или другие легирующие элементы; пропитка жидкими легирующими металлами или диффузионное насыщение каркасов, спеченных из порошков железа.

Каждый из способов имеет свои преимущества и недостатки. Наиболее высоким уровнем свойств обладают стали, полученные из готовых легированных порошков. Они имеют однородную структуру, а распределение элементов в сплаве отличается высокой степенью гомогенности. Однако легированные порошки плохо прессуются, их производство организовано еще в недостаточно широких масштабах и они имеют высокую стоимость.

Пропитка жидкими металлами и диффузионное насыщение не обеспечивают равномерной концентрации легирующих элементов по всему объему детали, и применение этих способов легирования целесообразнее всего в случае поверхностного насыщения детали каким-либо легирующим компонентом.

Наибольшее распространение из-за простоты технологии и малой стоимости получил первый способ. Недостатком этого метода является необходимость длительных выдержек в процессе спекания для получения гомогенной структуры сплавов. Однако не всегда требуется достижение комплекса свойств, который характерен для полностью гомогенизированной стали. Во многих случаях вполне достаточно проведение "малоинтенсивного", но экономически выгодного спекания.

Поскольку процесс гомогенизации не успевает полностью произойти во время спекания сталей, полученных из смесей компонентов, это должно повлечь за собой образование неоднородной структуры. Наличие неоднородности наряду с пористостью в целом делает систему неравновесной, что должно оказывать специфическое влияние на характер процессов, протекающих при нагреве и охлаждении порошковых сталей.