20#薄壁精密管硬化层深度

通过热处理，提高20#薄壁精密管硬化层深度，但降低韧性和伸长率。随着铜含量的增加，断裂强度提高到一个最佳水平，然后下降。普通铁碳（Fe-C）合金在烧结状态下和在经过热处理后，碳含量分别在共析成分附近和约0·65%处强度达到峰值。

随着20#薄壁精密管回火温度的提高，Fe-C合金体系硬度逐步下降，而Fe-C-Cu合金体系显示出有回火稳定性，在低于370℃（700℉）回火，大口径薄壁精密钢管有明显的回火稳定性。回火温度和成分对Fe-C和Fe-C-Cu合金体系硬度的影响。通过影响形成的马氏体数量，以及影响回火的效果，粉末冶金钢的成分影响材料的表观硬度。

铜含量对烧结状态与经热处理后20#薄壁精密管材料硬度和断裂强度的影响。在Fe-C-Cu合金体系中，当铜含量为2%左右时，供应薄壁精密钢管材料的热处理性能最佳。在Cu含量较高时，经热处理的强度与烧结状态的强度部分发生重叠。

镍含量在烧结状态下，镍提高粉末冶金钢延展性的能力仅约为铜的1/2，但经热处理后，对提高20#薄壁精密管延展性更加显著。其原因为采用混合镍合金粉末的40cr薄壁精密钢管不均匀性能更为明显。

铜的熔点为1083℃（1981·4℉），在1120℃（2050℉）温度下烧结，形成液相，得到均匀性更高的含铜合金钢20#薄壁精密管，镍的熔点比烧结温度高，在烧结条件下，合金仅发生固态扩散。

由此得到组织为，部分合金铁包围着岛状富镍的两相混合组织。在淬火过程中，基体转变为马氏体组织，但富镍岛状区仍保持为奥氏体组织。这种20#薄壁精密管基体组织具有更好的强韧性配合。镍和铜含量对粉末冶金钢的淬透性影响。

在保持碳含量为0·5%条件下，添加铜和镍的含量，末端淬透性试样压制密度为6·7g/cm3（0·242lb/in3）。20#薄壁精密管烧结后，所有的末端淬透性试样在850℃（1560℉）奥氏体化加热保温2h后淬火。相对于铁碳合金，添加2·5%Cu合金的淬透性仅略有提高，但材料的表面硬度提高明显。

在Fe-C-Cu合金中添加1%Ni，20#薄壁精密管材料的表面硬度略有变化，但淬透性显著改善，而添加2·5%Ni，表面硬度略有提高，但淬透性的提高更为显著。许多含镍和铜的粉末冶金20#薄壁精密管通过热处理，能得到最佳性能。

不同密度的FLC-4608合金末端淬透性曲线。从图中可以看到，在顶端淬火距离36mm处，16mn薄壁精密钢管硬度没有显著下降，这表明该合金20#薄壁精密管具有相对较高的淬透性。