Vol.24 果世驹等：化学镀NP表层合金化烧结钢的显微组织 171· 25 (a25 6)16 回 20 20 12 15 15 10 10 8 4 0 0 0 -5 25 3540 0 2040 60 8004080120160200 d/um d/um d/μm 图2低密度(a),中密度b),高密度(@)压坯烧结后Ni的分布曲线 Fig.2 Ni distribution of plated and sintered compact with densities of 6.2-6.4g/cm'(a),6.6-6.7 g/cm',(b)and 6.9-7.0 g/cm'(c) 洞半径)在此应力作用下，近孔洞表面区有高的 如图4所示. 空位浓度区，这类似于烧结颈部的空位浓度分 镀液中配合剂的选择亦对P的沉积总量有 布周当直线扩散来的N原子遇到孔洞这一高 影响.当乳酸作为配合剂时，总的样品在各点所 空位浓度区，根据扩散原子与空位交换机制，i 检测到的含P量，普遍高于用羟基乙酸的情形， 原子将择优分布于孔洞近表层的空位区，而不 精确的差别量有待于进一步的研究 能像在致密区那样沿直线向前稳态扩散. 2.3均匀化问题 图3是样品低密度高孔隙度区的表层SEM 由外表面镀层中获得的合金元素，在烧结 照片，经EDS分析，在孔洞边缘（照片标记2处） 过程中向样品内部扩散，一般表层的合金元素 和孔洞内表面（照片标记3处）的Ni质量分数 总是被较多的保留下来，这样，在表层以及在孔 分别为11.6%和16.8%，明显高于标记4处所示 洞表层间较强的合金化必然使材料表层力学性 能得到强化.Ni的分布满足了这一选择性致密 化及合金化的强化设计思想.但是P的不均匀 分布是本实验中值得注意的重要实验结果. P作为烧结钢和铁基制品强化烧结的元素， 通常是以硬脆的FeP粉末的形式加人的.加入 量一般控制在P质量分数0.45%左右.通过 1080-1100℃烧结使其扩散均匀.过多的P将以 网状形式分布在晶界上，导致材料变脆和强烈 的体积收缩.o.P的加入通过Fe-P共晶液相烧 图3低密度高孔隙度样品表层区的SEM照片 Fig.3 SEM micrograph of morphology of a typical plated 结，使孔洞球形化，这在图1（©）中可以清楚的观 and sintered iron compact with low density 察到.表层的贫P区（如图4所示）也是被期望 0.35 的2%~3%，这是上述分析正确性的实验证据. (2)P的分布.实验发现，压坯初始密度和镀 0.30 液中的配合剂的种类对沉积到粉未烧结钢表面 0.25 的P含量有重大的影响.如表2所示，压坯初始 8 密度为6.2~6.4gcm3时，表层几乎没有P元素 0.20 被检测到，而内部在极其疏松的高孔隙度区有 0.15 大量的白亮的无镍高铁磷合金(FeP)颗粒（如图 3中的5和6点的颗粒和其他更小的白色颗粒)， 0.10L 即磷的颗粒偏聚.对于中密度样品，除观察到上 0 102030405060708090 d/μm 述P的颗粒偏聚行为外，在致密基体上还多次 图4中密度压坯烧结后P的分布曲线 观察到与N相反的梯度分布行为，即由表层到 Fig.4 P distribution of plated and sintered compact with 内部由低到高的分布，延伸大于80m的距离， density of 6.6-6.7 g/cm