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合金元素对Fe_3Si合金高温氧化和腐蚀性能的影响

董光远  
【摘要】: 由于D03型Fe3Si金属间化合物具有优越的磁学、电学性能,一直是功能材料界的宠儿。它还具有的优越耐腐蚀、高温氧化、耐摩擦以及制备原料低廉、制备方法简便等特点,这并没有得到广泛的研究与报道。合金元素是影响D03型Fe3Si金属间化合物性能的重要因素。研究合金元素对Fe3Si合金性能的影响对Fe3Si合金的应用具有重要意义。 论文采用真空电弧熔炼法制备了Cu,Al复合合金化Fe3Si合金,Ni,Cr复合合金化Fe3Si合金和Fe-Si-X(X=B,Mo,Ni,Ti)三元合金等Fe3Si基合金,通过XRD、SEM、EDS等进行了表征,同时对其硬度、压缩强度等力学性能进行了综合评价。测定了两类Fe3Si基合金的阳极极化曲线。另外,Fe3Si基合金所具有的优越高温氧化性能是其作为结构材料的一大优势,因此本文对制备出的Fe3Si基合金在800℃、900℃下,120h的循环氧化行为进行了系统研究。 结果表明,元素的合金化改性提高了Fe3Si基合金的压缩强度,Fe-Si-B合金和Fe3Si-15%(Cu,Al)合金的压缩强度较高。高温氧化方面,试验表明Cu,Al复合合金化Fe3Si合金中,随着Cu,Al含量的增加合金的高温氧化性能呈下降趋势,氧化膜生长机制以Cu、Fe扩散为主。Fe-Si-X三元合金表现出较Fe3Si优越的高温氧化性能,合金元素对保护性氧化膜的生成起到了促进作用。电化学腐蚀性能方面,合金元素的加入使Fe3Si基合金耐蚀性较Fe3Si均有提高,Fe-Si-Ti合金及Fe3Si-10~15%(Cu,Al)合金的耐蚀性较好。


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