共沉淀强化ODS铁素体合金的机械合金化制备及其时效工艺研究

摘要

铁素体基合金具有高强度、高热导率、低密度和低热膨胀系数等优点,因此被广泛应用于航空航天、船舶与汽车工业和能源领域.Cu和NiAl共沉淀强化铁素体合金具有析出相体积分数高、粒径细小的优势,可以在不大幅度降低塑性的前提下提升铁素体合金的强度.同时,纳米氧化物的添加可以进一步提高铁素体合金的使用温度,拓宽其应用范围.该研究采用机械合金化的方法制备了同时含有Cu+NiAl共沉淀强化相和纳米氧化物弥散相的铁素体基合金,使用OM、SEM、EDX、XRD等检测方法分析了球磨时间对粉末粒径和粉末合金化程度的影响,使用SPS烧结将机械合金化粉末进行致密化,并分析了时效工艺对合金物相、显微组织和硬度的影响.研究结果显示,高能球磨可以使Fe-5%Ni-2%Al-3%Mn-1.5%Cu-1.5%Mo-1.5%W-0.6%Y2O3(质量分数)合金有效地合金化,然而单纯使用SPS烧结难以使机械合金化粉末完全致密化.合金在900℃固溶30 min后,在550℃时效1 h硬度最高,为514 HV.