熱處理對Fe3Al-5Cr合金微觀組織及性能的影響*

成 超，白亞平，李建平，郭永春，楊 忠

(西安工業大學 材料與化工學院，西安 710021)

Fe-Al系合金主要包括Fe3Al 合金和FeAl合金[1-3]，其中Fe3Al 合金是近年來在航空材料和高溫結構材料領域極具應用價值的新材料，具有密度低，比強度高，高溫抗氧化，耐腐蝕和高溫耐摩擦磨損等優點[4-7]，但是室溫下Fe3Al 金屬間化合物普遍存在環境氫脆現象，此外當溫度超過600 ℃時，材料強度和抗蠕變性能顯著下降，因此限制了其在工程領域的應用[8-11]。

目前，改善Fe3Al 合金力學性能的方法主要有兩種，即熱處理和合金化[12]。文獻[13]向合金中添加Cr元素，發現Cr能提高Fe-Al合金室溫延展性以及解理強度，有效改善了Fe-Al合金的室溫塑形；文獻[14]提出Cr固溶至Fe3Al 基體中，優先取代Al原子次近鄰的Fe原子的位置，降低Fe3Al 材料近鄰反相籌界能和次近鄰反相籌界能，促進交滑移發生，進而提高韌性；文獻[15]研究證明Cr固溶在Fe-Al晶格中，且最大固溶度為6%(原子百分比)。文獻[16-17]認為，由于Fe3Al 金屬間化合物內部存在著大量的位錯，熱處理能夠減少Fe3Al 中空位的濃度，使得Fe3Al 長程有序的基體上出現了一個無序的小區，因此改變了Fe3Al 合金的性能；同時，文獻[18]證明在熱處理過程中，合金中元素交界附近會發生元素擴散和重組，使得內部組織結構更加緊密，進而顯著提高磨損性能；另文獻[19]發現，當溫度為950 ℃時,Fe-Al二元合金從高度無序狀態(A2結構)向有序狀態(B2結構)轉變，溫度為550 ℃時,從B2結構向DO3穩定結構的轉變。因此，本文主要探討550 ℃和950 ℃熱處理對機械合金化和熱壓燒結制備的Fe3Al-5Cr(原子百分比/%)材料顯微組織、硬度、壓縮性能和室溫油潤滑狀態下摩擦磨損性能的影響規律?！?br>