【摘 要】
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Fe-Al金属间化合物具有优异的抗高温氧化、耐热腐蚀性能和抗硫化性能,而且密度低、比强度高、耐磨性好、成本低廉。可作为新一代中高温结构材料和不锈钢替代材料,具有广阔的应用前景。但由于室温脆性及加工性能差,限制了其进一步的应用。本文采用高温机械合金化法制备Fe3Al粉体,考察了铁铝物质的量比、球磨温度、球磨时间、球料比、球磨机转速等因素对球磨产物的影响。通过X射线衍射分析（XRD）、扫描电镜（SEM
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Fe-Al金属间化合物具有优异的抗高温氧化、耐热腐蚀性能和抗硫化性能,而且密度低、比强度高、耐磨性好、成本低廉。可作为新一代中高温结构材料和不锈钢替代材料,具有广阔的应用前景。但由于室温脆性及加工性能差,限制了其进一步的应用。本文采用高温机械合金化法制备Fe3Al粉体,考察了铁铝物质的量比、球磨温度、球磨时间、球料比、球磨机转速等因素对球磨产物的影响。通过X射线衍射分析（XRD）、扫描电镜（SEM）、激光粒度分析等测试方法,对球磨产物的物相、形貌进行表征。并且采用高温机械合金化法制备了物质的量比为n（Fe）:n（Al）:n（Cr）=70:25:5的粉体。在氩气气氛下,进行热压烧结制得合金材料。研究烧结温度和保温时间对合金材料力学性能的影响。研究结果表明:以Fe粉和Al粉为原料,采用高温机械合金化法,铝铁物质的量比n（Al）:n（Fe）=28:72,球料比20:1,球磨机转速40 r/min,于600℃球磨40 h时可合成纯相的Fe3Al;通过XRD对不同球磨时间得到的粉体分析,发现在此机械合金化过程中,粉体物相的转变顺序为:Fe、Al→Fe2Al5→Fe3Al;随着烧结温度的升高,Fe3Al合金材料的相对密度、抗弯强度及断裂韧性均呈现出先增大后减小的趋势,维氏硬度则不断增大;烧结温度为1200℃、热压压力40 MPa、保温时间10 min时,Fe3Al合金材料的密度为6.438 g/cm3,维氏硬度为508 HV,抗弯强度为953 MPa,断裂韧性为33.67 MPa·m1/2,掺杂Cr元素的Fe-Al合金材料的维氏硬度为503 HV,抗弯强度为968MPa,断裂韧性为34.83 MPa·m1/2;掺杂一定量的Cr元素有利于提高Fe-Al合金材料的塑性。
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