具有編織狀組織的鐵基ODS合金的鋁熱合成研究

《具有編織狀組織的鐵基ODS合金的鋁熱合成研究》是依託北京航空航天大學，由席文君擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：具有編織狀組織的鐵基ODS合金的鋁熱合成研究
• 依託單位：北京航空航天大學
• 項目負責人：席文君
• 項目類別：面上項目

項目摘要

本項目利用鋁熱合成工藝合成NiAl金屬間化合物和納米氧化鋁共同強化的ODS鐵基合金。合金基體由具有良好抗高溫氧化性能的FeCrAl鐵素體組成，強化相是高體積分數的、並與鐵素體基體呈相間分布的板條狀NiAl金屬間化合物，合金組織呈編織狀態。納米氧化鋁顆粒與NiAl相在納米尺度上均勻混合。本項目擬研究鐵素體/NiAl兩相編織狀組織形態的形成機制，研究鋁熱劑成分與鐵基ODS合金顯微結構之間的關係，評價鐵基ODS合金的室溫和高溫力學性能。這些研究對進一步理解鋁熱反應過程的機制、擴大鋁熱反應在材料合成特別是納米複合材料合成領域的套用範圍、對高性能、低成本鐵基高溫結構材料的開發都具有重要的理論和實際意。

結題摘要

本項目利用鋁熱合成工藝合成NiAl金屬間化合物和納米氧化鋁共同強化的ODS鐵基合金。合金基體由具有良好抗高溫氧化性能的FeCrAl鐵素體組成，強化相是高體積分數的、板條狀並鐵素體基體呈相間分布的NiAl金屬間化合物，因此合金組織呈編織狀態。納米氧化鋁顆粒與NiAl相在納米尺度上均勻混合。本項目從熱力學方面判斷了Fe基合金α/β兩相編織狀組織形態的形成機制，研究發現這種編織狀的組織是通過液相調幅分解形式形成。研究了納米Al2O3顆粒在熔體中的運動規律以及界面能對其移動和分布的影響。採用相場模型數值模擬了合金凝固過程中發生的液相調幅分解過程，模擬了在液相界面能影響下納米Al2O3顆粒的分布和移動過程。研究鋁熱劑成分和合成的Fe基合金組織和形態的關係，研究NiAl相和納米Al2O3顆粒的界面結構以及兩相間的取向關係，研究納米Al2O3顆粒對NiAl相尺寸穩定性影響，進而獲得鋁熱劑成分、TiO2凝膠添加量對鐵基編織狀組織的影響規律。這些研究對進一步理解鋁熱反應過程的機制、擴大鋁熱反應在材料合成特別是納米複合材料合成領域的套用範圍、對高性能、低成本鐵基高溫結構材料的開發都具有重要的理論和實際意義。