摘要:
目的 通过机械合金化与热压烧结相结合的方法制备含有B2结构纳米NiAl相的铁基合金,研究不同含量(质量分数为30%、40%、50%、60%)的纳米NiAl相,对合金显微组织及力学性能的影响.方法 以Ni粉和Al粉为原材料,通过高能球磨法制备B2结构纳米NiAl粉体,采用真空热压烧结炉将NiAl粉体与Fe粉混合烧结,得到块体试样.采用扫描电镜(Scanning electron microscopy,SEM)进行微观组织观察,采用能谱仪(Energy dispersive spectroscopy,EDS)、X射线衍射仪(X-ray diffraction,XRD)以及透射电子显微镜(Transmission electron microscopy,TEM)进行物相分析,并测试不同NiAl含量的铁基合金的硬度、密度、室温压缩性能以及600℃的抗氧化性能.结果 合金的硬度、抗压强度随NiAl含量先增后降.当NiAl的质量分数为50%时,合金硬度为35.2HRC,抗压强度为2530 MPa,密度为6.68 g/cm3,较未添加NiAl时,合金的抗压强度提升了239.6%,密度降低了14.5%.θ=600℃、t=1200 min时,其表面氧化增重较纯铁降低了37.9%,此时NiAl相的尺寸约为100~200 nm,组织最为均匀,致密度较高.结论 纳米NiAl相在降低铁基合金密度的同时,能有效提升其力学性能与抗氧化性能,但由于B2结构的纳米NiAl相为一种硬脆相,当其含量过高时,会极大程度地降低合金的力学性能.