铁基粉末冶金中钼的作用

　　钼也是铁基粉末冶金结构材料常用的合金元素，其主要作用如下：

　　1.少量钼(一般小于1.5%)的加入可以显著提高合金的强度和硬度

　　在《钼在Fe—Ni—Mo—C低合金烧结钢中的作用》一文中曾研究过钼含量对合金性能的影响。

　　文章指出随着钼含量的增加.烧结态合金的拉伸强度直线上升。而其冲击韧性，先随着钼含量的增加下降，而后在钼含量在0.2-1.0%的范围内趋于稳定，此后再呈下降趋势，这说明在钼含量低时，烧结态合盒中钼的强化效果是显著的。但当钼含量在一定范围内时，在强化的同时，增加了脆性。而在热处理状态下，加入少量(如0.2%)的钼，合金的强度和硬度均显著增加。当钼含量超过0.5%时，合金的强度和硬度趋于稳定。这说明在热处理状态下，微量的钼对合金的强化效果很突出，同时，还伴随有明显的硬化。[1]

　　以上也是为什么通常铁基粉末冶金的Mo含量一般不超过1.5%的原因之一。

　　2. 在烧结态下，钼的作用主要是增加珠光体含量和细化珠光体组织

　　2. 在热处理 (淬火、低温回火)态下，钼的作用主要是形成 Mo2C来强化晶界

　　以GKN-Hoeganaes的低预合金Ancorsteel30HP及Ancorsteel85HP为例，曾在2006年，PatrickKing和SunilPatel在《LOWER MOLYBDENUM STEELS FOR HIGHPERFORMANCE POWDER METALLURGY APPLICATIONS》一文中，将以下四种不同成分的粉末(表1)在相同条件下压制，烧结及热处理，分别从生坯密度，烧结态和热处理态等方面做了对比。

　　生坯密度

　　四种混粉生坯密度并没有大的差异，如图2，在600MPa 时都能维持在7.0g/cm3 左右，说明Mo预合金对于压缩性的影响并不是特别明显，特别说明的是由于MIX1，MIX2,MIX4中的Ni是以机械混合形式添加，因此，其8.90g/cm3的密度相对于Fe 7.87g/cm3的密度，甚至会略微提高压缩性，这也是为什么MIX2压缩性比MIX3稍微高的原因。

　　烧结及热处理后性能

　　由下图3至图5可见，对比MIX1和MIX2发现，两者成分仅仅是Mo含量的不同，随着Mo含量的提高，在烧结态时因为Mo会促进并细化珠光体组织，其拉伸强度，屈服强度及硬度均有所提高。对比MIX2和MIX4发现，在MIX2中添加了0.3%Mo之后，在烧结态(As-Sintered)时由于MIX4中0.8%C的帮助，二者性能没有明显的区别，但在热处理态(Q&T)时，MIX2的拉伸和屈服强度较没有添加Mo元素的MIX4有了明显的提高，说明Mo在热处理过程中起到了强化晶界强度，增加淬硬性，从而提高机械性能的作用。[2]

　　注：因以上数据测试的样品尺寸较小，包括含0.3%Mo的样品在热处理时也几乎是全部淬透的，因此，热处理后性能看上去差异不是特别明显，而实际生产中对于尺寸较大的产品，不同的Mo含量对其机械性能会有显著差异，建议这类产品在设计时使用更高Mo含量的材料。