微纳米多孔结构铁合金的制备与性能研究

发布时间：2021-03-01 23:25

　　多孔金属材料是最近几十年发展起来的一种兼具结构和功能特性的新型金属材料,基于其具有的轻质、减震和能量吸收等特点,在现代交通领域的防撞击装置和减震降噪部件上具有很好的应用前景。相对于多孔铝、钛、镍及其合金等,铁及铁合金具有更为广泛的应用背景和优异的力学性能,但是,其复杂的制备工艺、较高的制备成本限制了其发展和应用。因此,如何简化制备工艺和大幅度改善力学性能将是未来多孔铁合金发展面临的主要问题。对于一定孔隙率的多孔金属材料,减小孔隙尺寸不但可以大幅度增加比表面积和界面面积,还有利于细化微观组织结构和改善力学性能。因此,本论文在前期研究工作的基础上,为进一步改善多孔铁合金的力学性能和减少制备过程中发泡剂（或造孔剂）对环境的影响,提出了以亚微米多孔结构Fe-N合金粉末为原材料,采用烧结的技术制备具有微纳米多孔结构铁合金的研究思路与方法。在这一研究思路的指导下,首先通过氨气还原氧化铁的方法合成了Fe-N合金粉末,经表证,该Fe-N合金粉末的平均粒径为360纳米,主要成分为ζ-Fe₂N和ε-Fe₃N,具有多孔结构,平均孔径为89.8纳米。通过差热分析和真... 

【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：128 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

多孔S15CK碳钢的压缩应力应变曲线

（a）垂直孔方向压缩；（b）平行孔方向压缩Fig.1-1 Compression stress/strain curves of porous S15CK carbon steels图1-2 爆炸压实方法制备的单向孔结构多孔铜的压缩行为[23]Fig.1-2 Engineering stress-strain relationships for transverse and longitudinal compressiveloading direction.

制备的不同孔隙率合金的压缩性能见图 1-3。但是在制备的工艺中使用了无机盐作为造孔剂，若烧结后样品内的造孔剂去除不干净，将会对性能造成影响。图1-3 多孔Fe–26Cr–1Mo合金的压缩行为[24]Fig.1-3 Compression curves of Fe-26Cr-1Mo alloys同样，Jaroslav apek 等以碳酸氢铵为发泡剂，采用烧结的方法制备了孔隙率在34-51%的多孔铁，该多孔铁在未添加任何合金元素时，体现了较高的压缩强度，当孔隙率为 34%时，压缩屈服强度可达 67.7MPa[25]。为了减少发泡剂或造孔剂的影响，近年来，采用金属纤维直接烧结的方法成功的制备了具有多孔结构的金属材料，典型的如 J.C. Qiao 等采用金属纤维烧结成型技术，制备了具有较高压缩强度的多孔不锈钢材料

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3058174