cr含量对退火态纳米晶fe3al材料晶粒尺寸和力学性能的影响

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1、第18卷第6期粉末冶金材料科学与工程2013年12月、，01．18No．6MaterialsScienceandEngineeringofPowderMetallurgyDec．20l3Cr含量对退火态纳米晶Fe3Al材料晶粒尺寸和力学性能的影响师婷，喇培清，魏福安，王鸿鼎，魏玉鹏，卢学峰(兰州理工大学甘肃省有色金属新材料国家重点实验室，兰州730050)摘要：对铝热反应法制备的分别含5％、10％和15％Cr(质量分数)的块体纳米晶F。3Al材料在1000℃等温退火8h，利用XRD研究退火态纳米晶Fe3Al材料的晶体结构和平均晶粒尺寸，并用TEM对含10％Cr的F03A1合金的微观组织进行

2、表征。结果表明：材料的晶体结构为无序bcc结构；随Cr含量升高，3种材料的平均晶粒尺寸分别为26、29和36nm。压缩性能研究表明：等温退火后材料的流变应力随cr含量的增加而明显降低，材料具有较大的塑性变形量。关键词：纳米晶FeAl；退火；晶粒尺寸；流变应力中图分类号：TG144文献标识码：A文章编号：1673—0224(2013)6—846—05EffectofCrcontentongrainsizeandmechanicalpropertiesofannealedbulknan0crystaUineFe3AImaterialsSHITing，LAPei·qing，WEIFu—an，WA

3、NGHong—ding，WEIYu—peng，LUXue-feng(StateKeyLaboratoryofGansuAdvancedNon-ferrousMaterials，LanzhouUniversityofTechnology,Lanzhou730050，China)Abstract：BulknanocrystallineFeA1．basedmaterialswith5％，10％and15％(massfraction)Crrespectivelywerepreparedbyaluminothermicreaction．andfollowedbyannealingtreatmenta

4、t1000℃for8h．ThecrystalstructuresandaveragegrainsizesofthematerialswereinvestigatedbyX—raydifraction．andthemicrostructuresofthe10％Crmaterialswereinvestigatedbytransmissionelectronmicroscopy．Theresultsshowthatthecrystalgrainofthethreematerialsaredisorderedbeestructure．WithincreasingCrcontent，theaver

5、agegrainsizesofthethreematerialsare26，29and36nlTl，respectively．CompressivepropertyinvestigationindicatesthattheflowstressofthematerialafterannealingdecreaseswithincreasingCrcontent，andthealloysafteranealinghaveaconsiderableplasticdeformation．Keywords：nanocrystallineFe3A1；annealing；crystalgrainsize

6、；flowstressFeA1金属间化合物具有良好的高温力学性能，进一步改善块体纳米晶FeA1基金属问化合物的塑比重小，弹性模量高，抗氧化，耐腐蚀和耐高温等优性[1]，因为合金元素的加入可以改变金属间化合物的点；以Fe和Al元素粉末作为主要原料，使其相对于晶体结构，增加滑移系或改变其变形方式。而等温处奥氏体不锈钢和高温合金在成本上具有很大的优理是调控块体纳米晶FeAl基材料组织和性能的重要势[1】，是1种很有应用前途的结构材料。然而，Fe3A1方法之一。与传统的“由小到大”【。和“由大Nd,”[10-11】金属间化合物较差的室温塑性限制了其应用范围，晶纳米晶制备方法相比，铝热反应法制备块体

7、纳米晶粒尺寸纳米化是解决其室温脆性的有效方法之一。FeA1基合金，成本低廉，工艺简单。本文作者采用FeA1合金的晶粒尺寸减小至纳米尺度后可以大大降铝热反应法制备分别含5％，lO％~H15％Cr(质量分数)低其脆性，且同时增强其韧性；另外，通过合金化可元素的纳米晶FeA1基材料，制得的样品在1000℃基金项目：国家自然科学基金资助项目(51164022)收稿日期：2013-05，10；修订日期：2013．06—04通讯作者