摘要：CuAl10Ni5Fe4合金是一種銅基高溫合金，具有良好的高溫強(qiáng)度和抗氧化性能，在航空航天、能源等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。本研究旨在研究CuAl10Ni5Fe4合金在高溫下的氧化行為和其對機(jī)械性能的影響。通過真空感應(yīng)熔煉法制備CuAl10Ni5Fe4合金試樣，并采用高溫氧化實(shí)驗和力學(xué)性能測試等方法對其進(jìn)行表征。利用掃描電子顯微鏡、X射線衍射儀和力學(xué)測試機(jī)等設(shè)備對合金的氧化層形貌、相組成和力學(xué)性能進(jìn)行分析。

1. 引言

CuAl10Ni5Fe4合金是一種重要的銅基高溫合金，具有優(yōu)異的高溫力學(xué)性能和抗氧化性能，被廣泛應(yīng)用于高溫環(huán)境下的結(jié)構(gòu)件和零部件。了解CuAl10Ni5Fe4合金在高溫氧化條件下的行為和機(jī)械性能對于其應(yīng)用性能的提升具有重要意義。

2. 實(shí)驗方法

2.1 材料制備

采用真空感應(yīng)熔煉法制備CuAl10Ni5Fe4合金試樣，并通過熱壓成型得到標(biāo)準(zhǔn)試樣。

2.2 高溫氧化實(shí)驗

將CuAl10Ni5Fe4合金試樣置于高溫氧化爐中，在不同溫度和時間條件下進(jìn)行氧化處理。通過稱量質(zhì)量變化和表面形貌觀察分析合金的氧化行為。

2.3 掃描電子顯微鏡觀察

利用掃描電子顯微鏡觀察CuAl10Ni5Fe4合金在高溫氧化后的表面形貌和氧化層結(jié)構(gòu)，分析氧化層的厚度和形貌特征。

2.4 X射線衍射儀分析

采用X射線衍射儀分析CuAl10Ni5Fe4合金在高溫氧化后的相組成和晶體結(jié)構(gòu)演變，確定氧化層中的相變情況。

2.5 力學(xué)性能測試

利用力學(xué)測試機(jī)進(jìn)行拉伸和硬度測試，評估CuAl10Ni5Fe4合金在高溫氧化后的力學(xué)性能變化。

3. 結(jié)果與討論

通過高溫氧化實(shí)驗發(fā)現(xiàn)，CuAl10Ni5Fe4合金在高溫下形成了致密的氧化層，氧化層的厚度隨溫度和時間的增加而增加。掃描電子顯微鏡觀察結(jié)果顯示，氧化層由外至內(nèi)分為外氧化層、中間轉(zhuǎn)變層和內(nèi)金屬基體，氧化層的形貌特征隨溫度和時間的變化而變化。X射線衍射儀分析結(jié)果表明，氧化層中出現(xiàn)了CuO、Al2O3、NiO等氧化物相。力學(xué)性能測試結(jié)果顯示，高溫氧化使CuAl10Ni5Fe4合金的強(qiáng)度和硬度降低。

4. 結(jié)論

本研究通過對CuAl10Ni5Fe4合金的高溫氧化行為和機(jī)械性能進(jìn)行研究，揭示了其在高溫氧化條件下的表現(xiàn)和性能變化規(guī)律。研究結(jié)果對于優(yōu)化CuAl10Ni5Fe4合金的高溫應(yīng)用具有重要意義。