熱等靜壓Cr3C2/Ni3Al復合材料的微觀組織及相組成

Ni3Al基合金具有熔點高、密度小、加工硬化性能好、抗高溫氧化性能優良等特點。同時，Ni3Al作為典型的金屬間化合物，具有有序的L12面心立方結構，這種結構使它具有強度-溫度反常特性(即在一定溫度范圍內,強度隨溫度的升高而升高)，因此Ni3Al基合金常被選作一種優異的高溫結構材料廣泛應用于航空航天、汽車等高新技術領域。

鋼鐵研究總院的學者采用熱等靜壓技術(HIP)在1160℃、100MPa條件下制備出Cr3C2/Ni3Al復合材料，研究了Cr3C2/Ni3Al復合材料的微觀組織和相組成。結果表明，Cr3C2初始顆粒首先溶解成Cr和C原子，并往基體中擴散；冷卻過程中，溶解的Cr和C原子轉化為穩定的Cr7C3結構；由于Ni3Al合金中的Fe易與C形成穩定碳化物，促使Fe原子從基體中往Cr7C3結構中發生上坡擴散，并取代Cr7C3結構中的部分Cr原子形成M7C3(M為Cr、Fe，余同)結構的擴散相。當Cr3C2初始顆粒較大時，在高溫過程中，Cr3C2顆粒未能全部溶解，而未溶解的Cr3C2顆粒芯部在冷卻過程中仍保持為Cr3C2結構。該條件下制備的Cr3C2/Ni3Al復合材料主要由Cr3C2硬芯相、M7C3擴散相和γ′-Ni3Al基材相組成，其中Cr3C2硬芯相和γ′-Ni3Al基材相通過M7C3擴散相形成良好的擴散連接；該結構的復合材料磨損后表面Cr3C2顆粒末發生剝落且溝槽在鉻碳化物處發生中斷，表現出良好的耐磨性。