金属材料强韧化原理2.doc

金属材料强韧化原理结课论文
姓 名： 谭 元 标 学 号：
学 院： 材料科学与工程学院
专 业： 材料学
金属间化合物的强韧化研究进展
谭元标
（燕山大学材料科学与工程学院，河北秦皇岛，066004）
摘 要 金属间化合物具有低密度、高熔点、高热导率、比重轻、抗氧化和抗硫化腐蚀性能优的特点。本文介绍了几种金属间化合物的强韧化方法，包括细晶强化、复合强韧化、颗粒强韧化、纤维增强强韧化、微合金化强韧化。并论述了这些方法的一些研究状况。
关键字：金属间化合物； 细晶强化； 复合强韧化； 颗粒强韧化； 纤维增强强韧化； 微合金化强韧化
金属强度来源于原子间结合力，如果一个理想晶体，在切应力作用下沿一定晶面和晶向发生滑移形变，根据计算，金属的实际强度只是这个理论强度的几十分之一，甚至几千分之一。奥罗万()、波拉尼()和泰勒 ()分别提出晶体位错理论；位错理论的发展揭示了晶体实际切变强度和屈服强度低于理论切变强度的本质。金属的理论强度与实际强度之间的巨大差别，实测的纯金属单晶体在退火状态下的临界分切应力表示了金属的基础强度，是材料强度的下限值；而估算的金属的理论强度是经过强化之后所能期望达到的强度的上限。为了是材料在应用过程中满足强度、塑性、韧性的要求。研究提高金属的强度和韧度的方法具有重要意义。通过合金化、塑性变形和热处理等手段提高金属材料的强度，称为金属的强化。通过物理、化学、机械的方法改变材料的成分和组织结构来提高材料的断裂韧性的方法称为金属的韧化。断裂韧性是材料的一项力学性能指标。
金属间化合物具有低密度、高熔点、高热导率、比重轻、抗氧化和抗硫化腐蚀性能优的特点，优于不锈钢和钴基、镍基合金等传统的高温合金，而韧性又高于普通的陶瓷材料，是一种介于Ni基合金和高温陶瓷材料之间的高温结构材料。作为高温结构材料的应用研究得到了越来越多的重视[1-6]。近年来，人们在Fe-Al金属间化合物及相关领域已取得了相当多的研究成果。本文着重介绍了几种金属间化合物强韧化的方法及其研究状况，为金属材料的强化和韧化提供依据。

Fe-Al 金属间化合物的强度和脆性
Fe-Al合金的强度和塑性与Al的成分和温度有很大关联[7]。当Al含量为25% 时
，Fe-Al合金(Fe3Al)的屈服强度达到最大值。其原因可能是此处有一定的DO3有序度，产生许多DO3有序畴界 它们会阻碍位错运动而强化合金。Fe3Al、FeAl 的屈服强度随温度升高先升高后降低在600℃左右达最大值。这是大多数金属间化合物所共有的现象。最近研究表明，这与金属间化合物的位错运动和滑移特性密切相关。
Fe3Al合金室温塑性与其成分相关 化学计量成分的 Fe3Al(Fe-25AlD合金塑性很差。而成分偏离计量成分的Fe-Al合金(Fe-28AlD 塑性明显好于 Fe-25Al这是由于形成DO3单相区 而防止进入α+B2(DO3)两相区，α相质点引起强度升高,塑性下降。Fe3Al和 FeAl高温时出现超塑性，F