激光引燃掺杂钨精矿粉原位合成铁铝基复合材料特性研究

论文摘要

本文利用激光引燃自蔓延高温反应合成法制备了Fe-Al系复合材料。研究激光引燃自蔓延反应合成产物的微观组织形貌、性能随成分的变化规律，并探讨激光引燃功率和时间对产物组织性能的影响特性。研究结果表明：在激光引燃自蔓延高温合成的过程中，由于激光的快速加热和反应瞬时性特点，合成产物由中间相、稳定相和第二相组成；随着Cr含量的减少，第二相AlCrFe2消失，Cr完全固溶在金属间化合物中，并起细化晶粒的作用。Fe-Al-Cr体系中，随着Al含量的增加，试样表面组织形貌由条纹状向网格状、蜂窝状、胞状晶转变，并且蜂窝状组织有利于提高材料的硬度和耐磨性，平均硬度达683HV，磨损率为1.61mg/mm-2。激光引燃掺杂钨精矿体系合成复合材料的产物由中间相Fe3Al（Cr）、稳定相FeAl（Cr）、第二相AlCrFe2、单质W和弥散的Al2O3颗粒组成。钨精矿粉的加入改变了原来基体的板条状组织，并随着钨精矿粉含量的增加针状组织越细长。针状组织是Cr和还原W的偏聚区，这种组织的变化扩大了Cr的区域，W单质促进了烧结合金组织的致密度，减少缺陷的形成，有利于提高复合材料的综合性能。钨精矿添加量在1%3%，试样的综合性能最好。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 金属基复合材料概述
• 1.1.1 金属基复合材料的发展
• 1.1.2 金属基复合材料分类及其特点
• 1.1.3 金属基复合材料的制备方法
• 1.2 自蔓延高温合成技术概述
• 1.2.1 自蔓延高温合成的概念和特点
• 1.2.2 自蔓延高温合成（SHS）技术发展现状
• 1.2.3 自蔓延高温合成技术的应用
• 1.2.4 激光引燃自蔓延高温合成的研究进展
• 1.3 铁铝金属间化合物概述
• 1.3.1 FeAl 金属间化合物的物理化学性质
• 1.3.2 FeAl 金属间化合物性能的优缺点
• 1.3.3 铁铝金属间化合物的制备方法
• 1.4 钨精矿及其传统应用
• 1.4.1 钨精矿种类
• 1.4.2 钨精矿的传统应用
• 1.5 课题提出的意义
• 1.6 课题研究内容
• 2.实验材料、设备及方法
• 2.1 实验材料
• 2.2 实验设备与方法
• 2.2.1 工艺流程
• 2.2.2 实验方法
• 2.3 性能测试及分析
• 2.3.1 微观组织观察
• 2.3.2 X 射线衍射分析
• 2.3.3 样品密度测试
• 2.3.4 耐磨性能
• 2.3.5 显微硬度测试
• 2.3.6 浸泡实验
• 3.激光引燃自蔓延合成 Fe-Al-Cr 复合材料
• 3.1 合成产物显微组织结构分析
• 3.1.1 X 射线衍射分析
• 3.1.2 显微组织及微区成分分析
• 3.1.3 激光工艺参数对合成产物的致密性的影响
• 3.2 成分对合成产物的影响
• 3.2.1 X 射线衍射分析
• 3.2.2 显微组织分析
• 3.2.3 成分对试样致密性的影响
• 3.3 显微硬度
• 3.4 耐磨性
• 3.5 本节结论
• 4.激光引燃掺杂钨精矿原位合成 Fe-Al/Al2O3复合材料
• 4.1 添加钨精矿对合成产物的影响
• 4.1.1 XRD 分析
• 4.1.2 能谱分析
• 4.2 显微组织
• 4.3 致密性
• 4.4 钨精矿对合成试样力学性能的影响
• 4.4.1 显微硬度
• 4.4.2 耐磨性
• 4.4.3 耐蚀性
• 4.5 本节结论
• 结论
• 参考文献
• 作者简历
• 学位论文数据集