中。同时碳又是扩大Y-Fe相区的元素，故当碳含量提高时，随着碳原子的扩散，Y-Fe相的 量将要增多。相反，由于磷原子在a-Fe中的溶解度比在Y-Fe中大得多，因此，磷原子主要 是溶解到a-Fe中。同时磷又是缩小Y-Fe相区的元素，故当磷含量提高时，随着磷原子扩 散，a-Fe相区不断扩大，而Y-Fe相区则相应地逐渐缩小。当Fe-P-C三元系合金的成分一 定时，在高温烧结过程中经过相变达到平衡后，其a-Fe和Y-Fe相的相对量也是一定的。 例如Fe+0.8%P+0.7%C(实际化合碳约0.3~0.4%)合金，按照Fe-P-C三元系相图在 1120℃下的截面图，其最终a-Fe相的量约为10~0%，而Y-Fe相的量将近90~100%。 不同含碳量的Fe-P-C三元系合金，经1120℃烧结，保温90分钟，然后淬火急冷，得到 的组织为铁素体+马氏体+孔隙+少量游离石墨，见图6。 从图6可以看出，在Fe-P-C三元系合金中，随含碳量提高，经淬水急冷所得组织中马 氏体量增多。 马氏体组织具有较高的硬度，再加上磷对基体a-Fe及马氏体均有固溶强化作用，故使 得淬火的Fe-P-C三元系合金具有很高的强度和硬度，如Fe+0.8%P+0.9%C合金经水淬 后其硬度可达111.6HRB。但是，这种淬火的Fe-P-C合金的冲击韧性却有明显降低。 Fe-P-C三元系合金在1120℃烧结，保度90分，然后随炉缓冷，得到的组织为铁素体+ 珠光体+孔隙+游离石墨，见图7。游离石墨对合金的机械性能有着缺口效应。 由图7可以看出，在F℃-P-C三元系合金中，当含碳量增高时，则组织中的珠光体随之 增加。例如在Fe+0.8%P+0.3%C的合金中珠光体量很少，而当含碳量由0.3%增加到 0.5%和0.9%时，则合金中珠光体量可相应增加到60%和95%。 在F©-P-C三元系合金中，由于碳含量增高，使珠光体量增加，因而合金的强度及硬度 随之增大，但是冲击韧性却相应有所降低，这主要是因为珠光体增多和游离石墨的存在降低 了合金基体的塑性。此外，由于含碳量提高，使F©-P-C三元系合金在高温烧结状态下增多 了Y-Fe相而减少了α-Fe相。这就延缓了烧结过程，不利于合金的致密化及孔隙球化。 (3)铁磷合金在烧结过程中的孔隙变化： 铁磷合金在烧结过程中，其孔隙形状将要发生显著的球化，见图8。 孔隙的显著球化无论是对铁磷合金的强度及韧性都有重要的影响，这是铁磷合金所以能 获得如此优越的综合机械性能的关键所在。 试验证明，铁磷合金中的孔隙变化与烧结温度、时间及磷含量等都有密切的关系，图9 图10是烧结保温时间及磷含量对孔隙变化的影响。由图9、图10可以看到铁磷合金内部孔隙 变化有着大致相同的规律，即随着烧结保温时间延长，或磷含量的提高，孔隙分布由相互连 通变成各自隔离，孔隙形状由不规则变成椭园形直至球形，孔隙数量由多变少。 铁磷合金中孔隙的上述变化主要是表面张力和原子的扩散所引起的，因此随着烧结保温 时间的延长，有利于原子的扩散迁移。而随着磷含量的增高，使铁磷合金在高温烧结时含有 更多的a-Fe相，因而强化了烧结过程。 根据以上分析，为了使铁磷合金得到更加理想的综合机械性能，烧结温度应适当升高一 些，保温时间适当延长一些，磷含量要适当多一些。但烧结温度过高，保温时间过长，会引 起晶粒显著长大。而磷含量过多，会引起合金基体的脆化。这些对合金的强度和韧性都是有 害的。 (4)铁磷合金在烧结过程中的晶粒长大 铁磷合金在烧结过程中，除发生相变及孔隙变化外，晶粒将要长大。 40中 。 同时碳 又是 扩大 丫一 相 区 的元 素 ， 故 当碳 含量提 高 时 ， 随着碳原子的扩散 ， 丫一 相 的 量将要增 多 。 相 反 ， 由于 磷原 子在 一 中的溶解度 比在 丫一 中大得 多 ， 因此 ， 磷原 子主要 是 溶解到 一 中 。 同 时 磷又 是缩小丫一 相 区的元 素 ， 故 当磷 含 量 提高时 ， 随着磷原子扩 散 ， 一 相 区不断 扩大 ， 而丫一 相 区则相应 地逐渐缩小 。 当 一 一 三元 系合金的成分一 定 时 ， 在 高温烧结过程 中经过 相 变达 到平衡后 ， 其 一 和 丫一 相 的 相对量 也是 一定的 。 例如 实际 化 合碳 约 合金 ， 按照 一 一 三元 系相 图在 ℃ 下 的截 面 图 ， 其 最 终 一 相 的量 约为 ， 而丫一 相 的量 将近 。 不 同含碳 量 的 一 一 三元 系 合金 ， 经 。 ℃ 烧结 ， 保 温 分钟 ， 然后淬 火急冷 ， 得 到 的 组 织为铁素体 马 氏体 孔 隙 少量游 离石 墨 ， 见 图 。 从图 可 以 看 出 ， 在 一 一 三元 系合金中 ， 随 含碳量 提 高 ， 经淬水急 冷所得组织 中马 氏体量增 多 。 马 氏体组 织具有较高的 硬度 ， 再加 上 磷对基体 一 及马 氏体均有固溶强 化作用 ， 故使 得淬火的 一 一 三 元 系合 金具有很 高的 强度 和 硬 度 ， 如 。 。 合金经水淬 后 其 硬 度可 达 。 但是 ， 这种淬火的 一 合金 的冲击 韧 性却有 明显 降低 。 一 一 三 元 系合 金在 ℃ 烧结 ， 保 度 分 ， 然后 随炉缓 冷 ， 得 到的组 织 为铁素体 珠光 体 孔 隙 十 游 离石 墨 ， 见 图 。 游 离石 墨对 合金 的 机械性能有着缺 口 效应 。 由图 可 以看 出 ， 在 一 一 三 元系 合金 中 ， 当含碳 量增 高时 ， 则 组 织 中 的 珠光体随之 增 加 。 例如 在 十 的 合 金 中珠 光 体量 很 少 ， 而 当 含碳 量 由 增 加 到 和 时 ， 则 合金 中珠 光体量 可相 应增 加到 和 。 在 一 一 三 元 系合 金中 ， 由于碳 含 量 增高 ， 使珠光体量增加 ， 因而合 金的 强度 及硬度 随之 增大 ， 但是 冲击 韧 性却相应有所降低 ， 这主要是 因为珠光体增 多和游 离石 墨 的存在降低 了合金基体的塑 性 。 此外 ， 由于 含碳 量 提高 ， 使 一 一 三 元 系 合金在高温烧结状态 下增多 了丫一 相 而减少 了 一 相 。 这就延 缓 了烧 结过程 ， 不 利于 合金的 致密 化及孔 隙球化占 铁磷合金 在烧 结过程 中的孔 隙 变化 铁 磷合金在 烧结过程 中 ， 其孔 隙形状将要发生 显著 的球 化 ， 见 图 。 孔 隙的显著球 化无论是对铁磷合金的 强度及韧 性都有重 要的影响 ， 这 是 铁磷 合金所 以 能 获得如 此优越 的综合机械性能的关键所在 。 试验证 明 ， 铁磷 合金 中的孔 隙变 化与烧结温度 、 时间 及磷 含量 等都 有密切 的关系 ， 图 图 是 烧结保 温 时间及 磷 含量 对孔 隙变 化的影响 。 由图 、 图 可 以 看到铁 磷合金 内部孔 隙 变 化有着大致相 同的规律 ， 即随着烧结保温 时间延长 ， 或磷含量 的提 高 ， 孔 隙分布由相 互连 通 变成各自隔 离 ， 孔 隙形状 由不规则 变成椭 园形 直 至球形 ， 孔 隙数量 由多变少 。 铁磷合金 中孔 隙的 上述 变化主 要是 表面张力和原 子的扩 散所 引起的 ， 因此随着烧结保温 时间的延 长 ， 有利于原子的扩散迁移 。 而随 着磷含量 的增高 ， 使铁磷合金在高温 烧结时 含有 更 多的 一 相 ， 因而 强 化了烧结 过程 。 根据 以 上分析 ， 为 了使铁磷 合金得 到更加 理想的综 合机械性能 ， 烧结温度应 适 当升高一 些 ， 保 温 时间适 当延 长一些 ， 磷 含量 要适 当多一些 。 但烧 结温度过高 ， 保 温 时间过长 ， 会引 起晶粒 显著长大 。 而磷含量 过 多 ， 会引起 合金基体的脆 化 。 这些 对 合金的 强度和韧 性都是有 害的 一 。 铁 磷合金在烧结过程 中的 晶粒 长大 铁磷合金在 烧结过 程 中 ， 除发生相 变及孔 隙变 化外 ， 晶粒 将要长大