Fe-Al微叠层复合材料的制备及界面表征

将多层纯铁和纯铝薄板交替叠放,采用“热轧复合—冷轧减薄—合金化热处理”工艺流程制备了Fe-Al金属/金属间化合物微叠层复合材料(Fe-Al MIL),研究了合金化温度对该复合材料微观组织、相组成、相变及力学性能的影响.结果表明:所制备的Fe-Al微叠复合材料Fe/Al界面结合状态良好;随合金化温度的升高,化合物层厚度随之增加,当温度低于Fe-Al固-半固态反应温度655℃时,Fe₂Al₅和FeAl是化合物层的主要物相,而高于655℃时,则会在化合物层和Fe金属界面处出现少量交替分布的FeAl₃和Fe₃Al;DSC曲线上呈现出~559,~571和~667℃三个放热峰,分别代表FeAl₃,Fe₂Al₅和FeAl的相转变;固-固和固-液合金化后得到的Fe-Al MIL力学性能较差,均易发生分层断裂现象,而固-半固态合金化热处理后其力学性能最佳.     

Fe-Al金属间化合物基叠层复合材料的界面表征及生长动力学研究

将SUS441不锈钢薄板和1060纯铝薄板交替叠放后，经“轧制复合—合金化退火”工艺制得 Fe-Al金属间化合物基叠层（Fe-Al metal-intermetallic-laminate，Fe-Al MIL）复合材料。采用光学显微镜（optical microscope, OM）、扫描电子显微镜（scanning electron microscope, SEM）、X射线衍射仪（X-ray diffractometer, XRD）等设备测试了不同热处理制度下Fe-Al MIL复合材料的界面微观组织形貌、物相组成及化合物生长行为。结果表明：在640 ℃退火时，均匀层的主要物相为Fe₂Al₅，且有原子分数为5%～6%的Cr固溶于该均匀层；在高于640 ℃退火时，除由Fe₂Al₅相组成的均匀层之外，化合物层还出现了明显的由Fe₄Al₁₃相和Cr₂Al₁₃相组成的两相层，且两相层交界处有Al_5.50Cr_1.95Fe_2.55相析出；金属间化合物的厚度随退火温度的升高及时间的延长而增加，Fe₂Al₅相的生长规律满足抛物线法则，其生长激活能为192.28 kJ/mol。