铁基粉末冶金结构零件应用广泛,在汽车、机械、家电、军工等领域都发挥着重要的作用。提高铁基粉末冶金结构零件的性能,一直是铁基粉末冶金的发展方向和研究重点。铁基粉末冶金材料中常采用C、Cu、Cr、Ni、Mo等合金元素,其中Cr元素具有良好的固溶强化效果,能够提升铁基粉末冶金材料的强度:另外,Cr对粉末的压缩性影响小,且相对于Ni、Mo等合金元素来源广而成本较低。本文尝试在Fe-2Cu-0.8C原料粉末中添加三种不同形式的含Cr粉末,经混合、压制和烧结,制得Fe-2Cu-xCr-0.8C铁基烧结材料。考察不同的Cr添加方式及Cr含量等对烧结体的显微组织、力学性能和在酸性腐蚀溶液中的耐腐蚀性能等的影响。另外,为了改善混合料的质量,分别采用干混、湿混两种工艺制备成形混合料,并通过对混合料及由其制备的烧结体的组织性能的测试分析,考察混料方式的影响。鉴于合金元素Mo在铁基烧结材料中的良好合金化作用,论文还制备了不同钼添加量的Fe-(1-4)Mo-(0-6)Cr-3Cu-3Ni-1C多元烧结合金并研究其组织性能。通过本论文工作可以为高性能含铬铁基粉末冶金材料的制备和组织性能研究提供理论和实验积累。论文第二章以还原铁粉、铜粉、纯铬粉和石墨粉为主要原料,通过机械混合制得成形混合料(成分为Fe-2Cu-xCr-0.8C),其中铬含量为1～5wt.%。经压制成形、烧结(1200℃保温1.5h,H2气氛)得到烧结体,并对烧结体密度、显微组织、其中的Cr元素分布和力学性能等进行了测试分析。实验结果表明,烧结体的硬度、抗拉强度随着铬含量的增加而呈现先增加后下降的趋势。当Cr粉加入量为3wt.%时烧结体具有最好的综合性能,其密度达7.05g/cm3,烧结态下材料的抗拉强度达420MPa,硬度达90HRB。此时耐腐蚀性最好,8h时腐蚀失重率最小为0.12%。论文第三章分别以纯Cr粉、低碳Cr-Fe粉、机械合金化Cr-Fe粉三种方式将Cr元素引入Fe-2Cu-0.8C原料中制得成形混合料,在700MPa压力下压制成形,在氢气气氛中于1200℃下烧结1.5h,制备出Fe-2Cu-3Cr-0.8C烧结材料,考察了不同的Cr元素添加方式对粉末混合料及烧结体显微组织和性能的影响。实验结果表明,在Cr元素加入量为3wt%时,与添加纯Cr粉以及低碳Cr-Fe粉相比,添加机械合金化Cr-Fe粉的Fe-2Cu-3Cr-0.8C烧结体具有最好的综合性能,烧结体的密度可达7.07g/cm3,烧结态硬度为95HRB,抗拉强度为448MPa,且具有良好的耐腐蚀性。此外,以机械合金化处理的铬铁形式加入Cr元素,可以使Fe-2Cu-3Cr-0.8C烧结体的显微组织更为均匀,减少其中Cr元素的团聚。论文第四章以湿混方式对Fe-2Cu-3Cr-0.8C粉末进行混合,将原料粉末及润滑剂等加入无水乙醇中进行湿混,经干燥、研磨及过筛后,对所得成形混合料粉末的工艺性能进行测试,并对由此制得的Fe-2Cu-3Cr-0.8C烧结体的显微组织和性能进行测试分析,同时与干混混合料及其所制备的烧结材料进行对比。实验结果表明,与干混方式相比,湿混方式制备的混合料流动性更高,达32s/50g。当铬含量为3%时,烧结体硬度最大,达548MPa,抗拉强度最大,达28HRC,材料的断裂形貌为韧窝、解理面混合型形貌,与干混工艺制备的烧结体显微组织相比,该烧结体显微组织更加均匀,材料的耐腐蚀性更好。论文第五章以机械合金化Cr-Fe粉为铬添加形式,并加入含Mo的水雾化低合金钢粉、铜粉和镍粉等,通过湿混工艺制得混合料,经压制烧结制备出Fe-(1-4)Mo-(0-6)Cr-3Cu-3Ni-1C烧结材料,运用正交实验法考察了烧结温度、合金元素Mo、Cr含量等对Fe-Mo-Cr-Cu-Ni-C烧结材料组织性能的影响。实验结果表明:烧结温度对烧结材料性能的影响最大,经1050℃烧结得到烧结体的密度明显低于其他烧结温度制得的烧结体。而当烧结温度升高至1200℃时,Fe4Mo-6Cr-3Cu-3Ni-1 C 材料的抗拉强度达 652MPa。