Quasi‐in‐situ observations of the sintering behaviour of molybdenum‐alloyed sintered steels

Abstract

The sintering behaviour of molybdenum pre-alloyed sintered steels was investigated. A scanning electron microscope with a hot stage attachment was used, enabling quasi-in-situ observations of the sintering process. The material MSP 1.5Mo (Fe-1.5% Mo) sinters in the austenitic phase, while MSP 3.5Mo (Fe-3.5% Mo) sinters completely in the ferritic phase, due to the increased molybdenum mass content. The significantly higher self-diffusion coefficient of iron in the ferritic phase leads to the accelerated sintering of MSP 3.5Mo, compared to MSP 1.5Mo. The effect on the sintering behaviour by adding the alloying elements chromium and phosphorus was also studied. While phosphorus accelerates sintering processes, chromium decreases the sintering rate. A pronounced shrinkage during nonisothermal heating, due to cooperative particle movement, was detected for both sintered steels. Quasi-in-situ-Untersuchungen des Sinterverhaltens molybdiinlegierter Sinterstiihle. In dieser Arbeit wurde das Sinterverhalten molybcanleqlerter Sinterstahle untersucht. Mit Hilfe eines Heiztisch-Rasterelektronenmikroskops wurden Sintervorgange quasi-in-situ beoabachtet. Oer Werkstoff MSP 1.5Mo (Fe-1.5% Mo) sintert in der Austenitphase, der Werkstoff MSP 3.5Mo (Fe-3.5% Mo) hingegen in der Ferritphase. Grund hierfQrist der erh6hte Massengehalt an Molybdan. Oer wesentlich hOhere Oiffusionskoeffizient von Eisen im Ferrit fQhrt zu einer beschleunigten Sinterung von MSP 3.5Mo im Vergleich zu MSP 1.5Mo. Oas wurde mit Hilfe des Heiztisch-Rasterelektronenmikroskops nachgewiesen. Zudem wurde der EinfluB der Legierungselemente Chrom und Phosphor untersucht. Wahrend Legieren mit Phosphor die Sinterung beschleunigt, verlangsamt Chrom die Sintervorgange. Aile untersuchten Sinterstahle zeigenunabhangig von der chemischen Zusammensetzung-schon beim nicht-isothermen Aufheizen starke Schwindungsvorgange, die sich durch kooperative Teilchenbewegung erklaren lassen.

Effects of Graphite Additive Contents and Processing Parameters on the Mechanical Properties of Sintered and Case-Hardened Compacts Made of Molybdenum Hybrid-Alloyed Steel Powder

“…The Mo-rich region near the surface of the Mo hybrid-alloyed steel powder particle should exist as the α-iron phase even at sintering temperature. The α-phase sintering is effective in promotion of sintering diffusion 3,4) by making use of the fact that a diffusion coefficient of the α-iron phase is about 100 times as large as that of the γ-iron phase 5) .…”