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本论文综述了Fe-Al系金属间化合物性能、强化方法和铝热反应熔化法制备纳米晶Fe3Al的研究进展,通过实验研究了添加第二类合金元素和等温处理对铝热反应熔化法制备的块体纳米晶Fe3Al材料的压缩性能,磁性能,抗氧化和抗腐蚀性能,总结了各元素及等温处理对纳米晶Fe3Al材料的性能影响规律,概括起来归纳为以下几条：1.含10wt.%Ni的纳米晶Fe3Al材料中添加不同量的合金元素Cu后,材料的平均晶粒尺寸下降,而随着Cu含量的增加,材料的平均晶粒尺寸呈现先增大,后减小的趋势,含2wt.％Cu的材料的平均晶粒尺寸最小；随Cu含量的增大,材料的硬度呈现先增大后减小的趋势,加入4wt.％Cu时材料的硬度达到最大,材料的压缩屈服强度呈现先减小后增大的趋势,Cu含量为4wt.%的块体纳米晶Fe3Al的屈服强度最小,Cu含量为6wt.%的块体纳米晶Fe3Al的屈服强度最大。2.通过对添加5wt.％Si对含5wt.％Cu.10wt.％Cr、15wt.％Mn纳米晶Fe3Al材料组织和力学性能的影响研究发现,Si元素的添加对含第一类合金元素的Fe3Al材料起到细化晶粒的作用,各材料的平均晶粒尺寸随Si元素的添加而显著减小,但对含5wt.％Cu的纳米晶Fe3Al材料影响不明显。另外,各材料的硬度和塑性较未添加Si元素的Fe3Al材料明显增大,对于分别只含5wt.％Cu. 15wt.％Mn的材料,Si元素添加后,材料的屈服强度σ0.2有所增加,而含10wt.%Cr的纳米晶Fe3Al材料,Si元素添加后,材料的屈服强度有所降低。3.含5wt.％Cu的块体纳米晶Fe3Al材料,经过等温处理后,其压缩屈服强度明显提高,表现出较好的塑性；含10wt.％Ni的块体纳米晶Fe3Al材料,经等温处理后,随等温处理温度的增大,材料的硬度逐渐增大,等温处理温度为800℃时材料的压缩屈服强度达到最大；含15wt.％Mo的块体纳米晶Fe3Al材料,经过等温处理后,其压缩屈服强度明显提高,表现出一定的塑性。4.含10wt.％Ni的块体纳米晶Fe3Al材料的平均晶粒尺寸和压缩性能随着底材厚度的增加而增大,但硬度基本保持不变；稀释剂为20wt.%时,材料的平均晶粒尺寸最小,随着稀释剂量的增大,压缩屈服强度呈现先减小后增大的趋势。表明工艺参数对材料的力学性能影响不大。5.合金元素对纳米晶Fe3Al材料磁性能影响较显著。添加Cr、Mn元素后,纳米晶Fe3Al的磁性能有所降低；添加10wt.％Ni后,材料的矫顽力和剩余磁化强度均下降,饱和磁化强度升高,磁性能优良；含10wt.％Ni的材料添加2wt.%Cu后,矫顽力Hc增加两倍多,剩余磁化强度Br增加近3倍,其磁性能远低于含10wt.％Ni的Fe3Al纳米晶的磁性能；含10wt.％Ni的纳米晶Fe3Al材料经1000℃,8 h的热处理后,Hc和Br增加近两倍,Bs变化不大,热处理后的10wt.％Ni的Fe3Al纳米晶的磁性能远低于未经热处理的材料的磁性能。6.不同合金元素对纳米晶Fe3Al材料的抗腐蚀性能影响不同,含10wt.％Ni的Fe3Al材料经600℃,8 h热处理后的试样的抗腐蚀性能较其他Fe3Al材料的抗腐蚀性能好,但远远低于同等条件下的不锈钢的抗腐蚀性能。随合金元素的加入,纳米晶Fe3Al材料的氧化速度增大,氧化性能降低。块体纳米晶Fe3Al基材料(除含10wt.%Mn的纳米晶Fe3Al材料)的平均氧化增重速率比310S耐热钢小,氧化性能好。