Cr/Mo對油潤滑下Fe3Al磨損行為的影響*

白亞平,李建平,郭永春,羅佳佳,李亮亮

(西安工業(yè)大學(xué) 材料與化工學(xué)院,西安 710021)

隨著發(fā)動機升功率的提高，軍用發(fā)動機缸蓋材料由起初的鋁合金轉(zhuǎn)為鑄鐵材料[1]。基于高功率密度柴油機缸蓋所用材料鋁合金強度的不足，目前常用缸蓋材料為強度較鋁合金高的鑄鐵材料，這不僅使得發(fā)動機重量增大，且設(shè)計繁瑣，輸出效率降低。

Fe-Al金屬間化合物主要包括Fe3Al合金和FeAl合金[2-4]，其因具有良好的腐蝕抗力且不含稀貴合金元素Ni、Ti等，成本較低，僅不銹鋼的1/3，在民用工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用前景十分廣闊[5]。但Fe3Al性能具有兩方面重要的不足：室溫脆性大和600°C以上高溫力學(xué)性能急劇下降。眾所周知，材料的硬度和韌性是其磨損抗力和服役安全性的重要影響因素，因此改善Fe3Al的上述缺點成為重中之重。目前改善Fe3Al金屬間化合物性能可以通過合金化、熱處理、細(xì)化晶粒、表面處理及復(fù)合強韌化等幾個方面。其中合金化研究中，Cr、Mn、Mo等合金元素可以有效地提高Fe3Al金屬間化合物的室溫延展性，其中Cr元素的效果最為明顯。這主要是由于Cr可有效地降低Fe3Al金屬間化合物的有序度和反相疇界能，使a0<111>全位錯分解為a0/4<111>分位錯，使其更易發(fā)生交滑移[1,6-8]。此外，Cr元素還可改變Fe3Al金屬間化合物的表面氧化膜成分、結(jié)構(gòu)及形成動力學(xué)，從而減弱環(huán)境脆性[9]。Mo元素可有效地提高有序化溫度，從而提高Fe3Al金屬間化合物的高溫強度及抗蠕變性能[1,9]。

因此文中主要研究機械合金化與熱壓燒結(jié)相結(jié)合的方法制備不同Cr/Mo含量的Fe3Al基合金，以望提高其硬度和韌性，進而增強復(fù)合材料的磨損抗力和服役安全性。……