Fe-Al-Cu块体纳米晶合金及其制备方法，其合金按质量百分比计，组分为：Al??10～14％，Fe??65～85％，Cu??1～25％；其制备方法的步骤为：按Al??26％～31％，Fe2O3??58～69％，Cu??0.6％～16％的质量百分比，称取相应的粉末状组分，在球磨机中混合8～16小时，在20～60MPa的压力下压实，在3～8MPa氩气保护下、在260℃通过铝热反应制备晶粒尺寸为15-30纳米的合金材料。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及含铝铜的块体纳米晶合金制备技术。
技术介绍
Fe-Al系金属间化合物具有低廉的成本，较低的密度，好的耐磨性，优异的抗氧化 性，因而被认为是一种具有重要应用前景的结构材料，但它们的室温本征脆性问题严重阻 碍着其应用。晶粒尺寸的纳米化有望解决其普遍存在的室温脆性问题。但是，传统的从纳 米颗粒出发的热压工艺存在制备技术复杂、成本高、材料质量不高(例如材料中存在大量 空洞)、颗粒纳米尺寸难以保持等缺点。而最近几年发展起来的大变形法很难得到晶粒尺寸 小于lOOnm的材料，并且基本局限于金属材料。因此，至今还没有一种获得块体纳米结构材 料的简便、成本低且可放大工业化生产的工艺，这一问题严重地阻碍着纳米晶材料的研究 与工程应用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种Fe-AI-Cu块体纳米晶合金及其制备方法。本专利技术是一种Fe-AI-Cu块体纳米晶合金及其制备方法，其Fe-Al-Cu块体纳米晶 合金，按质量百分比计，组分为A110 14%，Fe65 85%，Cul 25%。Fe-Al-Cu块体纳 米晶合金制备方法，其步骤为按A126% 31%，Fe203 58 69%，Cu 0.6% 16%的质量 百分比，称取相应的粉末状组分，在球磨机中混合8 16小时，在20 60MPa的压力下压 实，在3 8MPa氩气保护下、在260°C通过铝热反应制备晶粒尺寸为15-30纳米的合金材 料。本专利技术的有益效果是在获得纳米晶粒尺寸的块体Fe-AI-Cu材料，同时材料制备 成本较低。本专利技术的一些性能如下表压缩实验在济南试验机集团有限公司生产的“微机控制电子式万能试验机”上进 行，最大载荷10t，压头速度0. 5mm/min ；硬度在HBRVU-187. 5型布洛维氏光学硬度计上测 定，其测试条件为，载荷298N，加载持续时间15s ；晶粒尺寸通过X射线衍射仪测得，衍射角 是5 100度，以及JE0L-2010透射电镜观察，最高加速电压200kv，放大倍数100k倍，晶格 分辨率0. 194nm。性能抗压强度o (MPa)维氏硬度 (HV)晶粒尺寸 (nm)本专利技术材料800 2000300 50015 30 上述的这些性能指标都是严格按照国家标准来执行的。具体实施例方式实施例1 按质量百分比计，A1 30.9%,Fe203 68.6%,Cu 0. 5%，原料为粉末状，称取相应的 质量，将称好的粉末在行星式球磨机中混合16小时，在其表面放上引燃剂，然后将混合好 的反应物料置于配有铜底材的铜模具中并用压力机在60MPa的压力下压实，在铝热反应容 器中进行反应，室温下用氩气吹扫反应容器排除其中的空气，等到容器温度升至180°C时再 次排气，然后通入8MPa的氩气继续升高容器温度。当容器内温度达到260°C左右时引燃剂 开始反应并释放出大量的热，从而引发反应物料间的反应。反应在几秒钟时间内完成，生 成的产物在氩气保护下随炉冷却至室温制得合金。得到的合金成份为(质量百分数)，A1 13. 7%,Fe 85. 3%,Cu 1.0%。性能数据硬度(HV) :423，抗压强度1613. OMPa，最大压缩 变形率:24.0%，屈强比:0. 48，晶粒尺寸27. 4 nm。实施例2:按质量百分比计，A1 30.0%, Fe20367. 0%, Cu 3. 0%，原料为粉末状，称取相应的 质量，将称好的粉末在行星式球磨机中混合16小时，然后将混合好的反应物料置于配有铜 底材的铜模具中并用压力机在60MPa的压力下压实，在其表面放上引燃剂，然后在铝热反 应容器中进行反应，室温下用氩气吹扫反应容器排除其中的空气，等到容器温度升至180°C 时再次排气，然后通入8MPa的氩气继续升高容器温度。当容器内温度达到260°C左右时引 燃剂开始反应并释放出大量的热，从而引发反应物料间的反应。反应在几秒钟时间内完成， 生成的产物在氩气保护下随炉冷却至室温制得合金。得到的合金成份为(质量百分数)，A1 13. l%,Fe 81.9%,Cu 5.0%。性能数据硬度(HV) :325，抗压强度1744. 7MPa，最大压缩 变形率18.8%，屈强比0. 47，晶粒尺寸18. 1 nm。600°C、保温8小时的热处理后的晶粒 尺寸17. 1 nm ；在800°C保温8小时的热处理后的晶粒尺寸20. 1 nm ；在1000°C保温8小 时的热处理后的晶粒尺寸23. 6 nm。实施例3:按质量百分比计，A1 29.2%, Fe20364. 9%, Cu 5. 9%，原料为粉末状，称取相应的 质量，将称好的粉末在行星式球磨机中混合16小时，在其表面放上引燃剂，然后将混合好 的反应物料置于配有铜底材的铜模具中并用压力机在60MPa的压力下压实，在铝热反应容 器中进行反应，室温下用氩气吹扫反应容器排除其中的空气，等到容器温度升至180°C时再 次排气，然后通入8MPa的氩气继续升高容器温度。当容器内温度达到260°C左右时引燃剂 开始反应并释放出大量的热，从而引发反应物料间的反应。反应在几秒钟时间内完成，生 成的产物在氩气保护下随炉冷却至室温制得合金。得到的合金成份为(质量百分数)，A1 12. 5%,Fe 77. 5%,Cu 10.0%。性能数据硬度(HV) :448，抗压强度920. 7MPa，最大压缩 变形率:8.4%，屈强比:0. 86，晶粒尺寸27. 1 nm。实施例4:按质量百分比计，A1 28. 2%,Fe203 62.8%,Cu 9. 0%，原料为粉末状，称取相应的 质量，。将称好的粉末在行星式球磨机中混合16小时，在其表面放上引燃剂，然后将混合好 的反应物料置于配有铜底材的铜模具中并用压力机在60MPa的压力下压实，在铝热反应容 器中进行反应，室温下用氩气吹扫反应容器排除其中的空气，等到容器温度升至180°C时再次排气，然后通入8MPa的氩气继续升高容器温度。当容器内温度达到260°C左右时引燃剂 开始反应并释放出大量的热，从而引发反应物料间的反应。反应在几秒钟时间内完成，生 成的产物在氩气保护下随炉冷却至室温制得合金。得到的合金成份为(质量百分数)，A1 11. 8%,Fe 73. 2%,Cu 15.0%。性能数据硬度(HV) :302，抗压强度850. 8MPa，最大压缩 变形率9. 2%，屈强比:0. 83，晶粒尺寸21. 1 nm。权利要求Fe-Al-Cu块体纳米晶合金，按质量百分比计，其组分为Al 10～14％，Fe65～85％，Cu 1～25％。2.Fe-Al-Cu块体纳米晶合金制备方法，其步骤为按A126% 31%，Fe20358 69%， Cu 0.6% 16%的质量百分比，称取相应的粉末状组分，在球磨机中混合8 16小时，在 20 60MPa的压力下压实，在3 8MPa氩气保护下、在260°C通过铝热反应制备晶粒尺寸 为15-30纳米的合金材料。全文摘要，其合金按质量百分比计，组分为Al 10～14％，Fe 65～85％，Cu 1～25％；其制备方法的步骤为按Al 26％～31％，Fe2O3 58～69％，Cu 0.6％～16％的质量百分比，称取相应的粉末状组分，在球磨机中混合8～16小时，在20～60MPa的压力下压实，在本文档来自技高网...
【技术保护点】
Ｆｅ－Ａｌ－Ｃｕ块体纳米晶合金，按质量百分比计，其组分为：Ａｌ １０～１４％，Ｆｅ６５～８５％，Ｃｕ １～２５％。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：喇培清，杨洋，程春杰，卢学峰，魏玉鹏，赵阳，
申请(专利权)人：兰州理工大学，
类型：发明
国别省市：62
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