Fe-Al箔材疊軋復(fù)合—固相合金化法制備金屬間化合物材料的研究.pdf

1、Fe3Al、FeAl等金屬間化合物原子間排列長程有序、結(jié)合力強、兼有金屬鍵和共價鍵的特征，具有優(yōu)良的抗硫化腐蝕性和高溫結(jié)構(gòu)特性。此外，F(xiàn)e-Al金屬間化合物還表現(xiàn)出較高的比強度和中溫強度，具有反常的屈服強度和溫度關(guān)系，并且其原材料價格低廉，因此被認為是介于高溫合金與陶瓷之間的一種新型高溫結(jié)構(gòu)材料，在航空、航天、汽車工業(yè)等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
　　本文在教育部基本科研業(yè)務(wù)費項目(No.100402003)的資助下，開展了Fe-A

2、l箔材疊軋復(fù)合----固相合金化法制備金屬間化合物材料的研究。采用以鐵箔、鋁箔為原料，交替層疊、軋制復(fù)合、固相合金化反應(yīng)的技術(shù)路線制備具有均勻微細組織的高性能Fe-Al金屬間化合物材料。論文系統(tǒng)研究了軋制工藝與退火熱處理工藝對材料組織與結(jié)構(gòu)的影響，分析了不同工藝條件下Fe/Al界面擴散與相變反應(yīng)，獲得了優(yōu)化的制備工藝參數(shù)。采用力學(xué)分析探討了箔材疊軋過程中邊裂及復(fù)合界面缺陷的形成機制，從金屬流動與協(xié)調(diào)變形角度提出了改善板形質(zhì)量與提高成材率

3、的方法。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴Fe、Al原料箔材厚度對疊軋復(fù)合板分層厚度及板形質(zhì)量有顯著影響。鐵箔厚度為50μ m，鋁箔厚度為15μm時，疊軋復(fù)合板熱處理后，金屬間化合物層的生長行為較為理想。多道次軋制可使復(fù)合界面儲存較高的變形能，對熱處理階段金屬間化合物的生長較為有利。⑵熱處理制度為500℃保溫60 min條件下，疊軋復(fù)合板熱處理后Fe/Al界面區(qū)生成的金屬間化合物層厚度約為2.6μm。延長保溫時間，金屬間化合物層迅速變厚

4、。提高熱處理溫度對金屬間化合物層的生長有明顯的加速作用。600℃保溫60 min后，疊軋復(fù)合板Fe/Al界面金屬間化合物層的厚度達到13.0μm。⑶熱處理制度為575℃保溫60 min時，對Fe/Al界面區(qū)域進行的掃描電鏡線掃描分析顯示，F(xiàn)e、Al元素在界面區(qū)域出現(xiàn)了成分近于一致的平臺區(qū)，在界面區(qū)域生成了金屬間化合物FeAl3。熱處理溫度達到600℃時，相變進程明顯加快，生成的金屬間化合物相主要為FeAl3及FeAl2。⑷綜合考慮箔材疊