Fe-Al合金中調(diào)幅分解與有序化共存相變行為的研究.pdf

1、為了弄清Fe-Al合金中調(diào)幅分解與有序化共存相變機制，本文首先針對Fe-Al屬難互溶系金屬制備困難的特點，分別采用機械合金化和真空熔煉兩種方法制備Fe-Al合金，利用金相顯微鏡、X射線衍射儀(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、DTA差熱分析等分析手段研究了機械合金化法制備階段的相變過程，表征了真空熔煉法獲得Fe-Al合金的鑄態(tài)組織；在此基礎(chǔ)上通過比較并最終將熔煉法制備的合金作為對象，利用高分辨透射電鏡、多功能內(nèi)耗儀、背散射電子衍射技術(shù)

2、(EBSD)等手段系統(tǒng)研究了Fe-Al合金在固溶以及時效過程中調(diào)幅分解與有序化共存的相變行為與微觀機制，并研究了其時效硬化行為。
　　研究結(jié)果表明：利用機械合金化制備Fe-Al合金過程中，F(xiàn)e-Al合金粉末高能球磨20h后形成Fe(Al)非平衡過飽和固溶體，經(jīng)冷等靜壓成塊和950℃無壓燒結(jié)4h后，發(fā)生了由無序固溶體Fe(Al)向有序的DO3型Fe3Al金屬間化合物的轉(zhuǎn)變，最終 Fe3Al塊體的平均晶粒尺寸約為980nm。利用平衡法

3、即真空熔煉的方法制備出Fe-Al合金，鑄態(tài)的組織較為粗大，晶粒尺寸在200～500μm；晶界處無明顯偏析，合金中相組成包括B2型FeAl相以及DO3型Fe3Al相。
　　研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)e-23％Al合金在固溶淬火過程中已經(jīng)發(fā)生了Al原子的富集貧化，在高分辨透射電鏡下可以觀察到Al原子富集區(qū)出現(xiàn)了細(xì)小的B2有序疇和DO3有序疇，呈現(xiàn)出調(diào)幅分解和有序化共存的特征；其內(nèi)耗峰測定表明，淬火快冷過程發(fā)生的相變屬于一級相變，在Al原子富集區(qū)存在

4、著大量的FeAl和VAl，VAl的雙空位偶極子和FeAl與VFe組成的缺陷偶極子是產(chǎn)生P1(170℃)、P2(320℃)兩個內(nèi)耗峰的原因。
　　Fe-23%Al合金在565℃時效過程中發(fā)生α→α+B2相變，隨著時效時間的增加，固溶淬火過程中形成的調(diào)幅組織不斷地粗化，其調(diào)幅波長也逐漸增大；在Al富集區(qū)形成的B2有序疇在不斷地長大，而 DO3有序疇的尺寸并不改變；520℃時效時發(fā)生α→α+DO3相變，時效初期調(diào)幅組織粗化比較迅速，DO

5、3有序疇隨著調(diào)幅波長的變大迅速長大；時效后期，調(diào)幅波長長大變慢，DO3有序疇尺寸也趨于穩(wěn)定；Fe-23%Al、Fe-24%Al、Fe-25%Al合金在高于600℃的B2單相區(qū)高溫時效時，DO3有序疇消失，B2型FeAl相體積分?jǐn)?shù)增加并迅速長大，0.5h后有序疇的尺寸已經(jīng)達到了4~6微米。
　　Fe-23%Al合金520℃和565℃時效時，顯微硬度因為時效初期調(diào)幅分解與有序化共存相變產(chǎn)生的彌散細(xì)小的有序相強化作用均為先快速上升后出現(xiàn)