Ni-Cr-Fe高溫泡沫合金的制備及組織性能研究.pdf

1、多孔泡沫金屬作為一種新型多功能材料，具有輕質(zhì)、隔熱、防震、耐沖擊和電磁屏蔽等特點(diǎn)，在航空、航天、能源等領(lǐng)域有著巨大的潛在用途。傳統(tǒng)的高溫合金由于密度大或抗高溫氧化能力不足等問(wèn)題，已經(jīng)不能滿足當(dāng)前航空、航天等領(lǐng)域?qū)p質(zhì)耐高溫結(jié)構(gòu)材料的迫切需要。
　　本文以泡沫 Ni為基體，結(jié)合固體粉末法及高溫固相擴(kuò)散工藝制備出一種具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的輕質(zhì)耐高溫泡沫合金 Ni-Cr-Fe。利用光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡對(duì)泡沫合金的形貌和微觀組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征

2、；在常溫和高溫環(huán)境中分別對(duì)不同成分的Ni-Cr-Fe高溫泡沫合金進(jìn)行壓縮試驗(yàn)，探討了成分對(duì)泡沫合金力學(xué)性能的影響規(guī)律，系統(tǒng)地研究了所制備的Ni-Cr-Fe高溫泡沫合金分別在800℃、900℃和1000℃的氧化行為及抗氧化機(jī)理。
　　在1050℃固體滲后，粉末滲劑中的Cr、Fe原子能夠均勻地沉積在泡沫Ni的骨架表面，形成25～50?m厚的Cr、Fe合金滲層，滲層的厚度隨著共滲時(shí)間的延長(zhǎng)而增加；經(jīng)過(guò)1200℃，48h的均勻化處理后，泡

3、沫合金中的各元素發(fā)生互擴(kuò)散，形成成分較為均勻的Ni-Cr-Fe高溫泡沫合金，該泡沫合金基本保持了初始態(tài)泡沫Ni的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)形貌，但骨架明顯粗化，孔隙變小。
　　隨著 Cr、Fe含量的增加，Ni-Cr-Fe高溫泡沫合金的相對(duì)密度、顯微硬度、抗壓強(qiáng)度及吸能能力均呈增大趨勢(shì)。當(dāng)溫度升高時(shí)，Ni-Cr-Fe高溫泡沫合金的抗壓強(qiáng)度及吸能能力下降。
　　在800℃氧化過(guò)程中，Ni-Cr-Fe高溫泡沫合金的化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，經(jīng)過(guò)50h氧

4、化后，增重0.009~0.012g，增重率為0.52~0.76％，表現(xiàn)出良好的抗氧化性；900℃時(shí)，在 Ni-Cr-Fe高溫泡沫合金的表面形成均勻而致密的Cr2O3保護(hù)膜，同樣表現(xiàn)出良好的抗氧化性能；在1000℃時(shí)，Cr2O3保護(hù)膜由于生長(zhǎng)應(yīng)力的作用發(fā)生起皺和破裂，導(dǎo)致Ni-Cr-Fe泡沫合金的抗氧化性能降低。
　　Ni-Cr-Fe高溫泡沫合金的氧化動(dòng)力學(xué)曲線呈拋物線規(guī)律，即(Δω)2=kpt。隨著氧化溫度的升高，Ni-Cr-Fe