合金元素对铝热反应熔化法制备的块体纳米晶FeAl材料力学性能的影响

摘要

通过实验研究了用铝热反应熔化法在不同合金元素、合金元素的不同添加量（5wt％、10wt％、15wt％）下制备的块体纳米晶Fe3Al材料的弯曲强度和压缩屈服强度；压力加工后块体纳米晶Fe3Al材料晶粒尺寸的变化；不同温度热处理后Fe3Al基块体纳米晶材料的力学性能和组织，获得了各条件对块体纳米晶Fe3Al材料的力学性能的影响规律，概括起来可归纳为以下几条： 1．随着合金元素Mn含量的增加，块体纳米晶Fe3Al材料的抗弯强度和屈服强度先增大后减小。在Mn含量为10wt％时力学性能最佳，而且材料在压缩过程中没有出现明显脆性断裂，塑性变形明显。压力加工对含Mn10wt％的块体纳米晶Fe3Al材料的晶粒尺寸影响不大。Mn的添加提高了材料DO3—B2的转变点温度。不同温度热处理后，含Mn1Owt％材料的弯曲强度和压缩屈服强度稍微有所提高，塑性没有出现明显的下降。 2．合金元素Cr添加后，块体纳米晶Fe3Al材料均表现出明显的塑性。随着Cr含量的增加，材料的压缩屈服强度没有明显的变化，弯曲屈服强度逐渐增加。含Cr材料DO3—B2转变点温度有所降低。不同温度热处理后，材料的晶粒尺寸有所增大，组织没有明显的变化，力学性能较稳定，弯曲强度小幅提高，塑性没有明显的降低。 3．合金元素Cu添加后，块体纳米晶Fe3Al材料在压缩实验中均体现为脆性断裂，与原来材料相比，压缩屈服强度变化不大。而且随着Cu含量的增加，压缩屈服强度和弯曲屈服强度逐渐减小。 4．合金元素Mo添加后，块体纳米晶Fe3Al材料在压缩实验中均体现为脆性断裂。随着Mo含量的增加，压缩屈服强度先增大后减小，弯曲屈服强度逐渐减小。材料力学性能没有明显的改善。 5．合金元素Ni添加后，块体纳米晶Fe3Al材料在压缩实验中均体现为脆性断裂。随着Ni含量的增加，压缩屈服强度逐渐增大，弯曲屈服强度先增大后减小。材料力学性能没有明显的改善。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章 绪 论

1.1 Fe-Al系金属间化合物

1.1.1 Fe-Al系金属间化合物简介

1.1.2 Fe-Al系金属间化合物的性能

1.2纳米晶材料力学性能

1.2.1强度

1.2.2塑性

1.2.3弹性模量

1.2.4蠕变

1.2.5超塑性

1.2.6疲劳

1.2.7纳米晶材料的变形机制

1.3铝热反应熔化法

1.3.1铝热反应熔化法制备Fe-Al基块体纳米晶材料介绍

1.3.2铝热反应熔化法原理

1.3.3铝热反应熔化法的优点

1.4课题研究内容及意义

1.4.1研究内容

1.4.2课题意义

第2章合金元素Mn对铝热反应熔化制备的块体纳米晶Fe3Al材料力学性能的影响

2.1 Mn的含量对铝热反应熔化制备的块体纳米晶Fe3Al材料力学性能影响

2.1.1实验部分

2.1.2实验结果

2.1.3结果讨论

2.2热处理对含Mn10wt%块体纳米晶Fe3Al材料的组织和力学性能的影响研究

2.2.1实验部分

2.2.2实验结果

2.2.3结果讨论

2.3结论

第3章合金元素Cr对铝热反应熔化制备的块体纳米晶Fe3Al材料力学性能的影响

3.1 Cr的含量对铝热反应熔化制备的块体纳米晶Fe3Al材料力学性能的影响

3.1.1实验部分

3.1.2实验结果

3.1.3结果讨论

3.2热处理对含Cr块体纳米晶Fe3Al材料力学性能和组织影响的研究

3.2.1实验部分

3.2.2实验结果

3.2.2结果讨论

3.3结论

第4章合金元素Cu、Ni、Mo对铝热反应熔化制备的块体纳米晶Fe3Al材料力学性能的影响

4.1合金元素Cu对铝热反应熔化制备的块体纳米晶Fe3Al材料力学性能的影响

4.1.1实验部分

4.1.2实验结果

4.1.3结果讨论

4.2合金元素Ni对铝热反应熔化制备的块体纳米晶Fe3Al材料力学性能的影响

4.2.1实验部分

4.2.2实验结果

4.2.3结果讨论

4.3合金元素Mo对铝热反应熔化制备的块体纳米晶Fe3Al材料力学性能的影响

4.3.1实验部分

4.3.2实验结果

4.3.3结果讨论

4.4实验结论

结论

参考文献

致谢

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