傳統(tǒng)的黑色金屬粉末冶金依賴于粉末在燒結(jié)前的單軸模壓。該操作會導致顆粒重排和變形，壓合的初始狀態(tài)最終決定了燒結(jié)行為。在這項研究中，研究了在三種不同壓力水平下壓實的水霧化鐵粉的燒結(jié)，有和沒有混合石墨。

粉末和緊致物的電子背散射衍射顯示，壓實后低角晶界大幅增加.通過氫氣中的膨脹測量法研究了壓坯的燒結(jié)。初始壓實會強烈影響燒結(jié)收縮率，特別是在低溫、高擴散率鐵氧體區(qū)域，該區(qū)域可占記錄收縮率的80%。總收縮率中只有一小部分來自奧氏體相，即使在高燒結(jié)溫度下也是如此。然而，鐵素體和奧氏體中燒結(jié)收縮率的比率隨壓實壓力、碳含量和加熱速率而變化。

不同粒徑和碳含量的樣品之間發(fā)生的致密化是相似的。最顯著的結(jié)果是，當以400 MPa壓實的樣品受到不同的加熱速率時，密度發(fā)生了顯著變化。高加熱速率使樣品在奧氏體中更快地達到高溫，其中可能發(fā)生大量收縮。這似乎有利于低生密度樣品，因為它們在生坯狀態(tài)下的低壓實水平不能促進鐵素體中的大收縮，因此應盡快繞過鐵氧體，以支持高溫奧氏體燒結(jié)。與本研究中的研究并行，已經(jīng)進行了一種將納米粉末添加到水霧化鐵粉中的新方法.

這些極細的粉末顆粒被證明可以增強燒結(jié)，特別是在低溫下，納米粉末在較粗的粉末之前變得活躍。然而，由于含有納米粉體的粉末混合物的可壓縮性較低，最終的燒結(jié)密度與不含納米粉體的樣品大致相同。盡管如此，對于更細的粉末部分，可壓縮性和燒結(jié)活性之間的關系需要進一步研究，以揭示它們對工業(yè)燒結(jié)實踐的適用性。

鐵粉壓坯的燒結(jié)受多種因素影響;粉末和綠色的初始狀態(tài)和致密性，以及燒結(jié)氣氛等加工條件。使用EBSD對普通粉末和綠色樣品的分析表明，由于變形，低角度晶界的增加和顆粒間接觸區(qū)域的局部定向錯誤，小顆粒或顆粒區(qū)域在其總體積中具有較大比例的變形。

此外，顆粒內(nèi)菌株可以觀察到粉末顆粒大小的函數(shù)。膨脹測量結(jié)果顯示，在600-800°C范圍內(nèi)，燒結(jié)收縮率越來越大，這是等溫溫度和壓實壓力的函數(shù)，并且在700°C時樣品之間的收縮率存在偏差。

因此，可以假設收縮各向異性始于這些溫度周圍，在平行于壓實的方向上具有相對大于單軸壓榨樣品中垂直于壓實的燒結(jié)收縮。隨著鐵的自擴散率在鐵氧體區(qū)域末端增加，差異會加劇。完整的燒結(jié)周期表明，高壓實壓力會產(chǎn)生較大的整體收縮率，其影響主要來自較大的鐵氧體收縮率。碳的添加會隨著碳的溶解而改變奧氏體中的燒結(jié)速率，從而導致在等溫燒結(jié)溫度下整體收縮較大。盡管如此，由于可壓縮性較低，普通樣品和含碳樣品的最終燒結(jié)密度相似。

顆粒尺寸僅略微影響最終的燒結(jié)密度，可能是由于權(quán)衡，其中較細的粉末顆粒通常顯示出較大的燒結(jié)收縮率，但被壓實到略低的生坯密度。