Fe3Al金属间化合物性能特点以及发展现状
时间:2017-04-19 19:34 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
| 铸态Fe3Al金属间化合物由于组织粗大，成分偏析等问题，强度和延伸率较低，一般室温抗拉强度σb≥280～320MPa，延伸率δ=3％～5％。通过合金化、热处理、热锻、轧制、挤压等可以改善组织，细化晶粒，提高性能。Fe-28Al在300～600℃表现出反常加服行为，随温度升高屈服强度反而增大，这正是Fe3Al作为高温结构材料受到重视的主要原因。7377 (2)高温抗氧化性能 Fe3Al金属间化合物由于在高温下表面会形成一层致密的Al2O3氧化膜，因而具有十分优异的高温抗氧化性能。通过在700～1200℃的大气气氛中的测试对比发现，Fe3Al金属间化合物氧化增重低于不锈钢以及其它高温合金。Fe3Al金属间化合物在700℃、100h内的氧化增重最低的仅为0.07mg/cm2。在750℃时与不锈钢1Crl3的氧化性能相当，但在更高温度时表现出比普通不钢更加优越的抗氧化性。 (3)耐磨损和耐腐蚀性能 Fe3Al金属间化合物还具有良好的抗粘着磨损、磨粒磨损和高温下抗腐蚀磨损的性能。通过对Fe3Al金属间化合物在常温和高温下进行的耐磨损和耐磨蚀磨损试验表明，常温下Fe3Al金属间化合物的耐磨性能远优于3Crl3不锈钢。而在高温含硬质颗粒的腐蚀性气流中，Fe3Al金属间化合物的抗腐蚀磨损性能优于钴基、镍基合金和其它高温材料，因而它有望发展成为新一代的耐磨损和高温抗腐蚀磨损材料。 (4)加工性能 Fe3Al金属间化合物具有良好的铸造性能，可以通过砂型铸造、熔模铸造和金属型铸造实现各种形状的铸件成形。由于在高温状态呈现良好的塑性，Fe3Al金属间化合物的锻造、挤压性能良好，可以通过热处理细化晶粒，改善组织，提高性能。Fe3Al金属间化合物硬而脆，因此，可焊性差，通过近几年的研究，采用钨极氩弧焊可以获得良好的焊缝质量。Fe3Al金属间化合物加工硬化倾向大，导致机械加工性能差，科学工作者正在研究这方面的问题，试图通过热处理和合金化改善其切削加工性[1]。 Fe3Al基合金发展现状 Fe3Al基合金的研究与应用进展十分迅速, 已开发出了一系列Fe3Al基合金新材料, 在耐高温、耐磨损、防腐材料等领域中发挥着重要的作用, 大大减少了我国战略资源的消耗。今后还有许多方面的研究工作需要进一步开展, 主要包括: ① Fe3Al基合金的流动性的改善 ；②进一步提高Fe3Al 基合金的高温强度；③Fe3Al基合金与一些非金属的连接；④大规模生产Fe3Al基合金的加工工艺； ⑤ 热处理对Fe3Al基合金强韧化机理的进一步探讨[4]。 郭建亭等[5]研究了不同合金元素对FeAl 和Fe3Al合金组织结构和力学性的影响时，发现微量Mg可使FeAl 和Fe3Al合金室温塑性成倍提高。柯见洪[6]等研究了填充金属对Fe3Al合金焊接性的影响，实验结果显示采用与母材相同成分的填充剂能够实现Fe3Al合金的氩弧焊。同母材相比, 焊缝的强度与塑性略有下降。张扬善[7]等研究了Ce和Cr对Fe3Al室温力学性能的影响，结果表明Fe3Al中加入少量Ce，室温强度显著提高，而同时加入Ce和Cr，则可使强度和塑性均得到改善。孙祖庆[8]等研究了Fe3Al基金属间化合物合计强化途径，发现通过多元合金化成分控制及热机械处理工艺优化, Fe3Al基金属间化合物合金的室温力学性能得到较大幅度的全面提高延伸率由铸态下的2-3%上升到15-20%，屈服强度达到500MPa 左右。王永刚[9]等通过金属蒸汽真空弧离子源(简称MEVVA)方法在Fe3Al表面离子注入Y，实验表明Fe3Al的高温抗氧化性能得到改善。 现有大规模生产Fe3Al 基合金方法主要包括: 真空感应熔炼法、粉末冶金法、等离子弧电弧熔炼法、电渣重熔法等,铸锭或铸件的制备一般采用真空感应熔炼或惰性气体保护下的电弧炉熔炼[4] (责任编辑：qin) |