[发明专利]一种Fe-Al-Ta复合材料的电子束悬浮区域熔炼定向凝固制备方法

摘要

一种Fe‑Al‑Ta复合材料的电子束悬浮区域熔炼定向凝固制备方法，在Fe‑Al间金属化合物中加入微量的具有强延展性的难熔金属Ta，配制共晶合金或者非共晶合金，通过共晶反应获得Fe(Al，Ta)/Fe₂Ta(Al)共晶复合材料或者Fe‑Al‑Ta非共晶复合材料，其中的Laves相Fe₂Ta(Al)具有六方C14结构(熔点＞1700℃)，在温度高于1000℃时有很高的强度，基体相Fe(Al，Ta)与Laves相Fe₂Ta(Al)从熔体中同时共生复合，从而改善材料的脆性并提高材料强度，本发明不仅为Laves相合金成分设计和新型高温结构材料的研发提供理论依据，而且对拓展电子束区熔定向凝固技术的应用具有重要的学术价值。

主权项

1.一种Fe‑Al‑Ta复合材料的电子束悬浮区域熔炼定向凝固制备方法，其特征在于：在Fe‑Al间金属化合物中加入Ta，Ta的加入量为Fe‑Al间金属化合物总量的7at.％～9at.％，配制共晶合金或者非共晶合金，通过共晶反应获得Fe(Al,Ta)/Fe₂Ta(Al)共晶复合材料或Fe‑Al‑Ta非共晶复合材料，其中的Laves相Fe₂Ta(Al)具有六方C14结构，基体相Fe(Al,Ta)与Laves相Fe₂Ta(Al)从熔体中同时共生复合，其中，所述共晶反应包括：a，将共晶合金或者非共晶合金，在高纯Ar气氛的真空感应炉中熔炼生成共晶合金锭或非共晶合金锭，在凝固过程中发生共晶反应；b，将共晶合金锭或非共晶合金锭，在高温度梯度下进行电子束悬浮区域熔炼定向凝固，获得Fe(Al,Ta)/Fe₂Ta(Al)共晶复合材料或Fe‑Al‑Ta非共晶复合材料，在凝固过程中发生共晶反应；所述电子束悬浮区域熔炼定向凝固的熔炼温度为1580～1680℃，温度梯度为350～450K/cm，凝固速率为0.5mm/min、1mm/min、2mm/min或4mm/min，电子枪额定功率为500KW，导通比为30％，加速电压为8.5～9.2kV，发射电流为11～13mA，真空度为1.4～1.6×10^‑4mbar。