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文檔簡介
1、Al和Fe是地殼中儲量最為豐富的2種金屬元素,其合金具有質量輕、組織結構穩(wěn)定性高、原料豐富和價格低等許多優(yōu)良的性能,可以作為輕質高強結構件,大大降低重量和成本,在汽車、航空航天、海洋、國防和軍工等領域具有廣闊的應用前景。本文采用機械合金化-放電等離子燒結(Mechanical Alloying-Spark Plasma Sintering,MA-SPS)工藝原位制備了接近理論密度的納米晶 Al-Fe復合材料,利用X射線衍射(X-Ray
2、Diffraction,XRD)、掃描電子顯微鏡(Scanning Electron Microscope,SEM)、透射電子顯微鏡(Transmission Electron Microscope,TEM)和能譜儀(Energy Dispersive Spectrometer,EDS)等分析測試技術對粉末及燒結試樣的物相組成、組織結構和成分分布進行了表征,并檢測了燒結試樣的顯微硬度、壓縮性能和拉伸性能等相關力學性能,系統(tǒng)研究了MA關鍵
3、工藝參數-磨球級配和 Fe含量對材料組織結構及性能的影響。主要研究成果如下:
采用 MA-SPS技術原位制備了接近理論密度的Al13Fe4/Al復合材料,增強相金屬間化合物Al13Fe4以三種形態(tài)存在于α-Al基體中:大顆粒(1~2μm)、交錯分布的短棒狀超細顆粒(0.1~1.0μm)和納米顆粒(~20nm)。其中,前兩種形態(tài) Al13Fe4相原位生成,后一種納米顆粒Al13Fe4相固溶析出生成。
采用磨球級配對材料
4、的微觀組織和性能進行了優(yōu)化。磨球級配處理的燒結試樣塑性得到顯著提高,最大塑性變形量高達13.6%,這主要歸功于其組織中存在大量的大顆粒α-Al相和超細顆粒Al13Fe4相。
Al-2Fe、A-10Fe、Al-12.5Fe(原子百分含量)三組粉末經過80h機械合金化后,Al-10Fe的粉末粒徑最?。▇10μm);SPS燒結后,制備的Al-10Fe試樣具有最優(yōu)的綜合壓縮力學性能:顯微硬度為227HV(1.2GPa),抗壓強度極限為
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