Fe3Al氢脆机理的研究

用余氏理论计算了氢对Ｆｅ３Ａｌ金属间化合物键结构、键能和电子分布的影响，分析发现，Ｆｅ３Ａｌ的氢脆是由于氢原子溶入扣引起Ｆｅ，Ａｌ原子状态变化。使晶体内晶格电子数大大减少，导致晶体局域金属性减弱，并构成具有严重各向异性的键络的结果。同时得出，氢在Ｆｅ３Ａｌ中占据间隙位置。     

Fe3Al基合金焊接技术的研究进展

纳米金属丝具有优越的敏感性、场发射效能、超强的记忆功能等特性,于是对它的研究便备受青睐.通过定向凝固NiAl-Re复相共晶,再结合选择性溶解或腐蚀的方法来制备Re纳米丝,即DSW技术.利用Bridgman定向凝固设备对NiAl-1.5at％Re共晶合金进行定向凝固,在约300 K/cm的温度梯度条件下,通过改变凝固抽拉速率获得不同的NiAl-Re准共晶组织,研究分析了NiAl-Re共晶的显微结构、凝固速率与纤维相间距、纤维大小的相关性.发现随着凝固速率的增大,纤维相间距和纤维尺寸都逐渐减小,并且两者与凝固速率的平方满足良好的线性关系.使用HCl∶H2O2的蒸馏水稀释溶液对NiA1基体进行选择性腐蚀,这一过程会形成对共晶体的各向异性腐蚀,在被腐蚀的表面上会出现直径为450～500 nm、长度不一的铼纤维丝.腐蚀得到的Re纳米丝可望应用于纳米电极阵列中.     

Fe3Al合金熔体分子动力学计算机模拟

用分子动力学模拟技术计算出合金熔体的原子坐标, 再利用动画演示技术将熔体原子直观地显示出来, 形成微观液体金属原子运动的物理图象。揭示液体金属原子不是孤立存在的, 而是形成许多原子集团。熔体的双体分布函数显示出液体长程无序、短程有序的重要特征。     

Fe3Al基合金的高温氧化行为

测定了Ｆｅ３Ａｌ基合金铁静态和拉庆务态下的氧化增重曲线，并与０Ｃｒ２５Ａｌ５合金进行比较，结果表明，在较低温度下Ｆｅ３Ａｌ基合金的静态氧化性能不如０Ｃｒ２５Ａｌ５；当温度高于９００℃时，Ｆｅ３Ａｌ基合金的氧化性能要比０Ｃｒ２５Ａｌ５好。但Ｆｅ３Ａｌ基合金在拉应力作用下的动态氧化性能比０Ｃｒ２５Ａｌ５差。动态下合氧化增重不仅与和氧化时间有关，还与拉应力的大小有关。文中人这似的动态氧化△ｗ＝ｋ１ｔ＾２     

Fe3Al基合金室温塑性的改善

进行了不同成分、表面状态、相结构，显微结构的Ｆｅ３Ａｌ基合金在真空及气中的温拉伸试验，结果表明，与二元Ｆｅ３Ａｌ相比，本研究Ｃｒ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｓｉ等代位合金元素中，仅有Ｃｒ的添加提高真空室温拉伸伸长率。     

Al含量对Fe3Al金属间化合物耐磨性的影响

采用机械合金化和热压烧结法制备了不同Al含量的Fe3Al金属间化合物块体材料,室温下在M-2000磨损试验机上进行了不同载荷和距离的干摩擦磨损试验,利用SEM观察试样磨损后的表面形貌,对其耐磨性能和磨损机理进行了研究.结果表明,Al含量对热压烧结Fe3Al的耐磨性能有显著影响.除Fe-30Al外,Al含量越高,耐磨性越好,其中Fe-32Al的磨损量大幅度下降,而Fe-30Al出现反常.不同Al含量的Fe3Al块体材料的耐磨性与其力学性能密切相关.不同载荷下Fe3Al块体材料的磨损机制有着明显差异:低载荷下磨损表面发生塑性变形,磨损形式是以磨粒磨损为主的微切削和微犁沟;而在高载荷下,应力集中产生裂纹并迅速扩展,最终导致疲劳断裂,以片层状剥落为主要特征.     

Fe3Al纳米粒子增强Al2O3陶瓷的制备及性能

用热压烧结法制备了纳米Fe3 Al粒子增强Al2 O3 基复合材料。研究了 14 5 0～ 16 0 0℃不同烧结温度下纳米Fe3 Al的加入量与材料的致密度、力学性能及显微结构的关系。结果表明 :纳米Fe3 Al的加入可使Al2 O3 晶粒的生长受到抑制 ,使复合材料的烧结温度提高。Fe3 Al/Al2 O3 纳米复合材料有良好的力学性能 ,其抗弯强度最高可达832MPa ,断裂韧性最高可达 7.96MPa·m1/ 2 。     

Fe3Al合金的钎焊性能试验研究

分别采用铜基钎料及工业纯铝1060(L2)作中间层在空气炉中进行Fe3Al合金的钎焊试验。试验结果表明：采用铜基钎料钎焊Fe3Al合金与18—8钢试样,钎料对母材的润湿性良好,且在Fe3Al合金一侧出现Cu的晶间渗入现象及微裂纹;采用纯铝箔作中间层钎焊Fe3Al合金,接头区域有明显的扩散反应区,通过对接头区的显微硬度进行测定,并结合X射线衍射分析结果,发现在接头处有高硬度的脆性相(Fe2Al5)生成。     

Fe3Al基合金的堆焊工艺试验研究

采用钨极氩弧焊(GTAW)方法在1Cr18Ni9不锈钢基体上进行Fe3Al合金堆焊性试验，结果表明：在焊接电流为80A，焊接电压为13-15V，预热温度为150℃，焊接速度为1．5mm／s，单道焊，焊后空冷条件下，可以在不锈钢基体上得到高硬度且韧性较好的堆焊层，且焊缝成形良好，表面无延迟裂纹出现。     

Fe3Al合金的流动性及热力学分析

Fe3Al合金是优秀的耐热工程材料,在测定合金流动性工艺参数的基础上,用热力学观点分析了主要添加元素Al对合金流动性的影响规律。根据合金凝固动态曲线的测定结果,Al含量的增加,使凝固区域增宽,由于发达的枝晶阻碍了合金的流动,使流动性下降。合金的液相线温度随Al量的增加而降低,Al含量从24%增至35%时,其过热度约增加1倍。过热度的提高,将有利于合金的流动性提高。研究认为:Al对合金过热带来的有利作用远不及合金结晶温度范围增宽以及高熔点Al2O3数量增多而造成的不利影响。因此,Al含量的增加将导致合金的流动性降低。测试结果表明:Cr元素由于提高合金的液相线温度,使合金的流动性下降。Mo和Zr元素有利于合金流动性的提高。     

Fe3Al金属间化合物的电学性能

本文研究了Ｆｅ３Ａｌ金属间化合物的电学性能。结果表明,二元Ｆｅ３Ａｌ有很高的电阻率,二元Ｆｅ３Ａｌ的电阻率与Ａｌ含量有关;合金化可进一步提高Ｆｅ３Ａｌ的电阻率。在２０－１１００℃范围内,发现Ｆｅ３Ａｌ的电阻率在某些温度区内存在反常现象。对这一现象本文进行了理论分析。     

High-Temperature Oxidation Behavior of ODS–Fe3Al

The high-temperature oxidation behavior of an oxide dispersion-strengthened (ODS) Fe₃Al alloy has been studied during isothermal and cyclic exposures in oxygen and air over the temperature range 1000 to 1300°C. Compared to commercially available ODS–FeCrAl alloys, it exhibited very similar short-term rates of oxidation at 1000 and 1100°C, but at higher temperatures the oxidation rate increased because of increased scale spallation. Over the entire temperature range, the oxide scale formed was -Al₂O₃, with the morphological features typical of reactive-element doping and was similar to those formed on the ODS–FeCrAl alloys. Although initially this scale appeared to be extremely adherent to the Fe₃Al substrate, an undulating metal–oxide interface formed with increasing time and temperature, which led to cracking of the scale in the vicinity of surface undulations accompanied by a loss of small fragments of the full-scale thickness. In some instances, the surface undulations appeared to have resulted from gross outward local extrusion of the alloy substrate. Similar features developd on the FeCrAl alloys, but they were typically much smaller after a given oxidation exposure. The ODS–Fe₃Al alloy has a significantly larger coefficient of thermal expansion (CTE) than typical FeCrAl alloys (approximately 1.5 times at 900°C) and this appears to be the major reason for the greater tendency for scale spallation. The stress generated by the CTE mismatch was apparently sufficient to lead to buckling and limited loss of scale at temperatures up to 1100°C, with an increasing amount of substrate deformation at 1200°C and above. This deformation led to increased scale spallation by producing an out-of-plane stress distribution, resulting in cracking or shearing of the oxide.     

Fe3Al基摩擦材料的初步研究

采用粉末冶金工艺，设计制备了Fe3Al基摩擦材料，并对该材料的物理、力学性能、摩擦磨损性能和抗氧化性能与某铁基摩擦材料进行对照分析测试。借助磨损表面扫描图像和能谱分析。分析了该材料的磨损形式。探讨了其磨损机理。结果表明：该材料有较好的力学性能和摩擦磨损性能，相对于铁基摩擦材料有优良的抗氧化性能。有不同于铁基摩擦材料的摩擦磨损行为。其摩擦机理为：低速轻载条件下以疲劳磨损和磨粒磨损形式为主，高速重载条件下呈现轻微粘着磨损和疲劳磨粒磨损的混合磨损形式。     

Fe3Al多孔材料预氧化性能研究

以Cr改性的Fe3Al预合金粉末为原料,采用粉末冶金方法制备Fe3Al多孔材料,研究氧化温度、时间、降温速度对Fe3Al多孔材料氧化膜性能的影响。结果表明:Fe3Al多孔材料的氧化增重随温度的升高而增大,氧化动力学遵循四次方规律,在800℃的大气中氧化9h,氧化膜已完全将烧结颈覆盖,晶粒细小;随着温度的升高和时间的延长,晶粒变得粗大;900℃氧化5h,膜层已出现裂纹;而降温速度对氧化增重的影响不大,也没有出现由于热膨胀不匹配而产生的裂纹。     

Fe3Al基合金焊接问题的研究现状

FeAl基合金的焊接问题是其实用化所要面临的问题之一。依据国内外近年来对FeAl基合金的焊接性能研究结果，综述了FeAl基合金焊接中存在的冷裂纹、热裂纹及接头区组织性能不理想等问题及其原因。由于该合金的焊接性较差，尽管目前针对这些问题所采取的措施是有效的，但焊接工艺条件苛刻，实施难度大，实用性有限。因此进一步开展该合金焊接冶金性能方面的研究，加深理论上的认识，探索新的解决办法是很有必要的。     

高速电弧喷射沉积Fe3Al涂层研究

采用自行研制的电弧喷涂Ｆｅ３Ａｌ合金粉丝材料,成功地用高速电弧喷涂技术制备出Ｆｅ３Ａｌ化合物涂层运用能谱技术（ＥＤＸＡ）、Ｘ射线衍射仪（ＸＲＤ）、扫描电子显微镜（ＳＥＭ）和图像分析仪对涂层成分、显微组织、涂层相结构和组成进行了分析,结果表明,支由以Ｆｅ－２９Ａｌ为主的Ｆｅ３Ａｌ和少量Ｆｅ３Ａｌ基体相和约２０％的α－Ａ１２Ｏ３相组成。对比研究了Ｆｅ３Ａｌ涂层和电站锅炉水冷壁材料２０Ｇ的６５０℃氧化动     

Fe3Al增韧3Y-TZP基复合材料抗热震性能研究

采用压痕-急冷法测试了单相3Y-ZrO2及3Y-ZrO2／Fe3Al复合材料的抗热震性能，并与急冷-强度法的测试结果进行了对比分析。试验结果表明，两种方法之间存在一致性。两种复合材料比基体的抗热震性均有较大幅度的提高。压痕-急冷法与急冷一强度法相比免去了热震后的强度测试，不同温度下热震可以采用同一试样，而后者在不同热震温差下，必须使用新的试样。     

激光熔覆制备Fe3Al覆层的研究

以纯Fe3Al粉为原料在钢基体表面激光熔覆制备Fe3Al金属间化合物。利用扫描电镜、能谱仪、X射线衍射实验方法等对熔覆合金层、合金层与钢基体的结合界面等进行了显微组织与物相结构的分析。实验结果获得了致密、无肉眼可见气孔、夹杂，但存在少量裂纹的合金层，合金层与基体间完全冶金结合；熔覆合金层主要由单相Fe3Al构成，覆层组织为粗大等轴状晶团，等轴状晶团由大量极细小的条状Fe3Al晶粒构成，一些相邻的条状晶粒之间具有基本一致的晶体学取向。熔覆合金层显微硬度约为500HV。