合金元素和等溫處理對鋁熱法制備的塊體納米晶Fe-,3-Al材料性能的影響研究.pdf

1、本文闡述了Fe-Al系金屬間化合物性能、強(qiáng)化方法和鋁熱反應(yīng)熔化法制備納米晶Fe3Al的研究進(jìn)展，通過實(shí)驗(yàn)研究了添加第二類合金元素和等溫處理對鋁熱反應(yīng)熔化法制備的塊體納米晶Fe3Al材料的壓縮性能，磁性能，抗氧化和抗腐蝕性能，總結(jié)了各元素及等溫處理對納米晶Fe3Al材料的性能影響規(guī)律，概括起來歸納為以下幾條：
　　 ⑴含10wt.％Ni的納米晶Fe3Al材料中添加不同量的合金元素Cu后，材料的平均晶粒尺寸下降，而隨著Cu含量的增加

2、，材料的平均晶粒尺寸呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢，含2wt.％Cu的材料的平均晶粒尺寸最?。浑SCu含量的增大，材料的硬度呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢，加入4 wt.％Cu時(shí)材料的硬度達(dá)到最大，材料的壓縮屈服強(qiáng)度呈現(xiàn)先減小后增大的趨勢，Cu含量為4wt.％的塊體納米晶Fe3Al的屈服強(qiáng)度最小，Cu含量為6wt.％的塊體納米晶Fe3Al的屈服強(qiáng)度最大。
　　 ⑵通過對添加5wt.％Si對含5wt.％Cu、10wt.％Cr、15wt.％Mn納米晶

3、Fe3Al材料組織和力學(xué)性能的影響研究發(fā)現(xiàn)，Si元素的添加對含第一類合金元素的Fe3Al材料起到細(xì)化晶粒的作用，各材料的平均晶粒尺寸隨Si元素的添加而顯著減小，但對含5wt.％Cu的納米晶Fe3Al材料影響不明顯。另外，各材料的硬度和塑性較未添加Si元素的Fe3Al材料明顯增大，對于分別只含5wt.％Cu、15wt.％Mn的材料，Si元素添加后，材料的屈服強(qiáng)度σ0.2有所增加，而含10wt.％Cr的納米晶Fe3Al材料，Si元素添加后，

4、材料的屈服強(qiáng)度有所降低。
　　 ⑶含5wt.％Cu的塊體納米晶Fe3Al材料，經(jīng)過等溫處理后，其壓縮屈服強(qiáng)度明顯提高，表現(xiàn)出較好的塑性；含10wt.％Ni的塊體納米晶Fe3Al材料，經(jīng)等溫處理后，隨等溫處理溫度的增大，材料的硬度逐漸增大，等溫處理溫度為800℃時(shí)材料的壓縮屈服強(qiáng)度達(dá)到最大；含15wt.％Mo的塊體納米晶Fe3Al材料，經(jīng)過等溫處理后，其壓縮屈服強(qiáng)度明顯提高，表現(xiàn)出一定的塑性。
　　 ⑷含10wt.％Ni的

5、塊體納米晶Fe3Al材料的平均晶粒尺寸和壓縮性能隨著底材厚度的增加而增大，但硬度基本保持不變；稀釋劑為20wt.％時(shí)，材料的平均晶粒尺寸最小，隨著稀釋劑量的增大，壓縮屈服強(qiáng)度呈現(xiàn)先減小后增大的趨勢。表明工藝參數(shù)對材料的力學(xué)性能影響不大。
　　 ⑸合金元素對納米晶Fe3Al材料磁性能影響較顯著。添加Cr、Mn元素后，納米晶Fe3Al的磁性能有所降低；添加10wt.％Ni后，材料的矯頑力和剩余磁化強(qiáng)度均下降，飽和磁化強(qiáng)度升高，磁性能

6、優(yōu)良；含10wt.％Ni的材料添加2wt.％Cu后，矯頑力Hc增加兩倍多，剩余磁化強(qiáng)度Br增加近3倍，其磁性能遠(yuǎn)低于含10wt.％Ni的Fe3Al納米晶的磁性能；含10wt.％Ni的納米晶Fe3Al材料經(jīng)1000℃，8 h的熱處理后，Hc和Br增加近兩倍，Bs變化不大，熱處理后的l0wt.％Ni的Fe3Al納米晶的磁性能遠(yuǎn)低于未經(jīng)熱處理的材料的磁性能。
　　 ⑸不同合金元素對納米晶Fe3Al材料的抗腐蝕性能影響不同，含l0wt.