FeAl合金研究进展与发展方向

综述了FeAl合金的物理、力学性质,分析了造成合金延性低的主要原因——环境氢脆的产生原因和影响因素,概述了合金的加工方法和合金设计原则,最后指出了FeAl合金以后的研究重点和发展方向。     

Electron Theory Study on the Room TemperatureEmbrittlement in Fe＿3Al and FeAl

ＥｌｅｃｔｒｏｎＴｈｅｏｒｙＳｔｕｄｙｏｎｔｈｅＲｏｏｍＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＥｍｂｒｉｔｔｌｅｍｅｎｔｉｎＦｅ＿３ＡｌａｎｄＦｅＡｌＧａｎｇＪｉａｎｍｉｎ；ＧａｏＺｈｅｎｙａｎ；ＺｈｏｎｇＺｅｎｇｙｏｎｇ；ＧａｎｇＲｕｉｌｉｎ；ＹｕＲｕｉｈｕａｎｇ...     

反应热压制备FeAl/TiC复合材料

采用混合粉热压工艺制备了FcAl/TiC复合材料。研究了TiC含量、粘结相成分以及反应热压工艺对致密化过程和力学性能的影响。研究结果表明:复合材料的密度随TiC含量增加而减小;硬度和抗弯强度随TiC体积分数增加而出现峰值,增加Al含量有利于致密化,但因引入过多的氧化夹杂和热空位会导致力学性能降低;热压温度和压力等工艺参数也对材料的性能有影响。     

X-ray diffraction analysis by Rietveld refinement of FeAl alloys doped with terbium and its correlation with magnetostriction

Fe₈₁Al₁₉ polycrystalline alloys doped with Tb(0-0.25 at%) were obtained by arc melting.The introduction of Tb favors the formation of columnar grains in the micro structure of the alloys,which develops a texture in the [100]crystal direction.Microstructural examination shows that the alloys are composed in great proportion by the disordered body-centered cubic(bcc),A2 phase and by a small proportion of the ordered bcc,B2 phase.As a consequence of doping with Tb,the lattice ...     

FeAl合金中反相畴界的电子结构

应用Ｒｅｃｕｒｓｉｏｎ方法计算了ＦｅＡｌ合金中＜１１０＞和＜１２１＞反相畴界的电子结构及加入微合金化元素铬的效应；给出了体系的电子态密度、原子间相互作用能和反相畴界能；讨论了ＦｅＡｌ合金中加入铬对合金的反相畴界能和物理性质的影响。     

Observation of 〈001〉 dislocations and a mechanism for transgranular fracture on {001} in FeAl

Transmission electron microscopy of iron-rich, B2-structure, FeAl alloys which had been compressed at room temperature revealed the presence of 〈001〉 dislocations, in addition to APB-coupled 〈111〉 dislocations which are normally observed at room temperature. It appears that the 〈001〉 dislocations form through the interaction of the 〈111〉 dislocations. This reaction to produce 〈001〉 dislocations is outlined and shown to be energetically favorable. The production of these 〈001〉 dislocations on {100} planes is suggested to be a cause of transgranular cleavage on {100} in B2 alloys deforming by 〈100〉 slip.     

FeAl金属间化合物粉末注射成形工艺研究

通过机械合金化制备Fe-48at%Al金属间化合物粉末,分别按照33%、40%和50%的粉末装载量(体积分数)进行注射成形,成形坯经溶剂脱脂和热脱脂以及1 200℃真空烧结,得到FeAl金属间化合物.重点研究粉末装载量对喂料混炼、注射成形温度及压力、脱脂率及烧结组织和力学性能的影响.结果表明,机械合金化FeAl粉末由于具有不规则形状和层片结构,其注射成形喂料流动性较差;在使用高粉末装载量时应提高注射温度和压力,且溶剂脱脂率较低(7 h后为94.3%),需进一步延长脱脂时间;FeAl金属间化合物烧结试样的相对密度和抗弯强度均随粉末装载量增大而提高,当粉末装载最为50%,注射温度和注射压力分别为154℃和4.0 MPa时,材料的相对密度为92%,抗弯强度达587 MPa.     

FeAl合金的高能球磨穆斯堡尔谱研究

采用真空电孤炉熔炼制备Fe50Al50合金，Fe50Al50合金的穆斯堡尔谱线为单峰，这说明完全有序B2-FeAl合金是无磁性的。将有序B2-FeAl合金进行球磨100、120h后，再测量该粉末的穆斯堡尔谱，得到的是展宽的多峰谱线。这表明，球磨后合金样品发生了有序-无序转变，可以通过无序化来提高FeAl合金的磁矩。     

B_2相FeAl合金室温氢脆理论研究现状

近年来,计算模拟在研究材料的设计、开发、应用等领域具有十分广阔的应用前景。文章概述了计算模拟在研究B_2-FeAl合金氢脆机理及微合金化的应用,为高性能新型铁铝合金的设计及开发提供可靠的理论依据。     

FeAl多孔膜材料的制备及高温抗氧化性能

以大通量、大孔径的FeAl金属间化合物多孔材料作支撑体,在其上制备1层小孔径的同质FeAl多孔膜,得到均质FeAl金属间化合物多孔膜材料。采用SEM和孔结构测试,研究膜层厚度对FeAl多孔膜材料最终孔结构参数的影响,并对FeAl膜材料的高温抗氧化性能进行研究。结果表明:所制FeAl多孔膜材料表面平整,无裂纹等缺陷;随膜层厚度的增加,FeAl多孔膜材料的最大孔径、透气度均降低,相对于支撑体,膜厚为120μm时的最大孔径从11.7μm减小至9.3μm,透气度减小幅度为45.2%。FeAl多孔膜材料具有优异的高温抗氧化性能,经550℃循环氧化40 h后,膜厚分别为120、180和260μm的试样的质量变化率仅分别为1.87%、1.25%和0.25%。     

FeAl金属间化合物多孔材料高温硫化性能及应用

以Fe/Al元素混合粉末为原料,通过反应合成制备Fe-40%Al(原子分数)金属间化合物多孔材料。于600℃在S2(1×104Pa)+N2的混合气氛中进行高温循环硫化实验,研究FeAl金属间化合物多孔材料的硫化性能以及材料孔结构的稳定性,并与预氧化多孔FeAl、多孔316L不锈钢和多孔Ni进行对比。结果表明,经过152h的循环硫化后,多孔FeAl质量增加1.1%,预氧化多孔FeAl质量增加0.003%,而多孔316L不锈钢和多孔Ni质量分别增加10.24%和52.2%。多孔FeAl材料的最大孔径则从开始的13.9μm缓慢减小至22h的12.9μm,随后保持长时间的稳定状态,而多孔Ni和多孔316L不锈钢的最大孔径分别经历22h和52h硫化腐蚀后降为0。由此说明Fe-40%Al多孔材料的高温抗硫化性能及孔径的稳定性远优于多孔Ni和多孔316L不锈钢。经过预氧化处理的FeAl多孔材料的高温抗硫化性能更加优异。含SO2高温烟气净化试验表明,FeAl滤芯过滤器除尘效率高,工作稳定。     

低温烧结制备超细晶FeAl合金及性能的研究

Fe、Al混合粉末经高能球磨后,在560～620℃进行低温烧结。结果表明,低温烧结温度对合金组织有明显的影响,经过12h球磨,在620℃烧结4h,可以得到超细晶FeAl金属间化合物。SEM、AFM和XRD的分析结果表明,晶粒均匀,呈等轴状,大小约为30nm左右。超细晶FeAl金属间化合物的显微硬度较低,断裂为韧窝断口,呈现塑性变形特征。     

梯度孔径FeAl金属间化合物多孔材料的制备与性能

先以Fe、Al元素粉末为原料,采用偏扩散/反应合成-烧结工艺制备FeAl金属间化合物多孔材料支撑体,再用粉末湿法喷涂技术将羰基Fe-25Al混合粉喷涂于支撑体表面,经过压制和真空烧结,获得具有梯度孔径的FeAl多孔材料。通过XRD、SEM等测试手段对烧结后的支撑体以及孔结构性能进行表征,并研究压制压力对FeAl多孔材料孔结构性能的影响。结果表明,梯度孔径FeAl多孔材料的最大孔径、透气度及开孔隙度都随压制压力升高而减小。但相对于支撑体,涂层压制压力为120 MPa时最大孔径和透气度分别减小76.46%和32.86%,而开孔隙度略有增大。     

Mechanical properties of FeAlZrB2 alloys prepared by rapid solidification

Alloys based on FeAl containing various amounts of ZrB₂ have been prepared by rapid solidification and the mechanical properties of these materials related to the distribution of the dispersoid additions. Following rapid solidification the ZrB₂ is present in a cellular configuration which leads to considerable strengthening. The composite material obtained consists of strong cell walls which limit deformation to one small region at a time, leading to a redistribution of applied stresses on mechanical testing which can result in improved ductilities.     

B_2型FeAl金属间化合物的制备及性能研究进展

对B2型FeAl合金的制备和性能研究现状进行了综述和分析.FeAl合金的制备工艺主要包括熔铸法和粉末冶金两种.FeAl合金的室温韧性可以通过合金化、细化晶粒、热处理和复合韧化等方法改善.合金化对提高FeAl高温强度和蠕变抗力有效,通过引入第二相粒子实现沉淀强化和弥散强化的效果最好,合金的使用温度有望提高到700℃以上.     

添加镀镍碳纳米管对注射成形FeAl显微组织与性能的影响

为研究碳纳米管(CNTs)对FeAl金属间化合物的增强增韧作用,采用机械合金化FeAl粉末和注射成形工艺制备出CNTs-FeAl复合材料.研究了化学镀镍处理对CNTs分散性和高温稳定性的影响.结果表明,表面镀镍可以显著改善CNTs在FeAl粉末中的分散性,并有利于减轻CNTs与FeAl基体的高温反应,从而显著提高了注射成形FeAl的抗拉性能.在烧结温度1 230℃、保温105min条件下,制备出了抗拉强度和伸长率分别为430 MPa和4.0%的CNTs-FeAl复合材料.     

B2—FeAl合金基本性能及间隙缺陷的理论研究

本文基于EAM势,利用分子动力学方法研究B2-FeAl金属间化合物的基本物理性能及合金体相中含B原子缺陷的性质。研究结果表明:采用EAM势来研究FeAl合金是可靠的;对于点缺陷的形成,合金中B取代Al位的缺陷形成能最低,形成Al反位缺陷最容易,其次是Fe反位缺陷,最后是间隙缺陷。     

添加Cr合金化FeAl金属间化合物多孔材料的制备及性能

在Fe-25%Al金属间化合物成分基础上,添加铬(Cr)元素进行合金化,通过元素偏扩散-反应合成-烧结的方法制备含Cr的铁铝(FeAl)金属间化合物多孔材料,并采用X射线衍射(XRD)分析反应合成过程中的物相变化,采用孔结构测试仪、排水法、弯曲试验和冲击试验研究Cr含量对FeAl金属间化合物多孔材料孔结构和力学性能的影响,通过静态腐蚀实验研究Cr合金化FeAl多孔材料的耐腐蚀性能。结果表明:Cr含量为20%时,制得的FeAl多孔材料物相仍为单一FeAl相;其中,Cr含量为5%~10%时,FeAl多孔材料的强度和韧性值较高;随Cr含量增加,FeAl多孔材料的孔径和孔隙度均增大,材料的氧化和硫化速率显著降低。     

机械活化-放电等离子烧结FeAl/Al2O3复合材料

利用机械活化-放电等离子烧结的方法,将Fe-Al-Al2O3粉末经机械活化后快速烧结,得到致密且晶粒细小的FeAl/Al2O3,块体复合材料.研究表明,在球粉质量比13:1、转速170r/min、球磨时间25h的球磨条件下,Fe-40%(原子数分数)Al-10%(质量分数)Al2O3粉体中的纳米级Al2O3颗粒,在细化和活化Fe、Al金属粉末的同时,还能有效地阻止金属粉末在烧结前合金化生成金属间化合物.在烧结压力40MPa、烧结温度1 050℃、加热时间15min、保温时间10min的工艺条件下,制备的FeAl/Al2O3复合材料的相对密度达96.4%.