薄带连铸和常规流程制备的FeCrAl合金组织与性能研究的任务书.docx

薄带连铸和常规流程制备的FeCrAl合金组织与性能研究的任务书
任务书
题目：薄带连铸和常规流程制备的FeCrAl合金组织与性能研究
背景与研究意义
FeCrAl合金是具有高温抗氧化性能、高强度和耐腐蚀性能的重要材料，广泛应用于电网领域、热处理设备、炉具、汽车排气系统等领域。其中，薄带连铸法是目前制备FeCrAl薄带的主流工艺之一，相比传统的轧制、拉拔等制备方法，该方法具有更优秀的性能和更高的生产效率。因此，深入研究和比较薄带连铸和常规流程制备的FeCrAl合金的组织和性能，对于进一步提高FeCrAl合金的性能和生产效率具有重要意义。
研究内容
本研究将以FeCrAl合金为研究对象，比较探究薄带连铸和常规流程制备的FeCrAl合金的微观组织、组织均匀性、晶界特征以及力学性能等方面的差异。
具体任务：
1.制备FeCrAl合金试样：利用薄带连铸法和常规流程制备方法制备FeCrAl合金试样，制备工艺流程和实验参数详见实验方案。
2.金相分析：对样品进行金相观察，分析FeCrAl合金的组织特征、晶粒形貌、晶界分布等方面的差异。
3.X射线衍射分析：对样品进行X射线衍射测试，分析材料的物理性质和结构特征。
4.拉伸试验：采用标准拉伸试验方法测试样品的力学性能，比较不同制备工艺下样品的力学性能差异。
5.电子探针分析：利用电子探针技术对样品进行成分分析，探究不同制备工艺下样品成分的差异。
6.结果分析：对实验结果进行分析，比较薄带连铸和常规流程制备的FeCrAl合金的微观组织、组织均匀性、晶界特征以及强度和塑性等力学性能等方面的区别和差异。
7.总结和讨论：总结实验结果，讨论FeCrAl合金的制备工艺和性能之间的关系，并对进一步的研究提出建议。
实验方案
1.制备方法
(1)薄带连铸法：将FeCrAl系合金均匀地装入磨杯中，加入量大约为100g。在磨杯中加入等量的球磨介质，然后开启球磨机，在空气环境下进行6小时，使其均匀混合。将混合后的粉末装入单晶石英坩埚中，并放入样品台中。在空气气氛下加热至1600℃左右，此时石英坩埚中的粉末熔化为液态，然后在石英坩埚的孔口处开启微型加热器，使液态FeCrAl系合金从孔口处流出，被连续制备成具有厚度为0.5mm左右的带状结构。制备的带状结构经过裁切后即可得到试样。
(2)常规流程制备法：将FeCrAl系合金粉末均匀地装入磨杯中，加入等量的球磨介质，然后在空气环境下进行4小时的球磨，使其均匀混合。将混合后的粉末装入单晶石英坩埚中，并放入样品台中。在空气气氛下加热至1600℃左右，此时石英坩埚中的粉末熔化为液态，熔体在保护气氛中石墨模具中冷却凝固后即可得到试样。
2.实验参数
(1)球磨机转速：200r/min
(2)球磨介质：直径为10mm的球磨钢球
(3)连铸速度：20-30cm/min
(4)熔炼温度：1600℃
(5)拉伸速度：0.5mm/min
预期成果
本研究将比较薄带连铸和常规流程制备的FeCrAl合金的组织和性能差异，并通过分析探究其产生原因，为进一步提高FeCrAl合金的性能和生产效率提供重要的理论基础和应用价值。预期成果包括：
1.确定薄带连铸和常规流程制备的FeCrAl合金的微观组织、组织均匀性、晶界特征以及力学性能等差异。
2.探究薄带连铸和常规流程制备的FeCrAl合金组织和性能差异的产生原因。
3.提出改进薄带连铸法制备FeCrAl合金的建议和思路。
参考文献
[1]石磊.Fe-Cr-Al合金新材料在汽车排气系统中的应用[J].机电技术,2019(3):135-139.
[2]高树德.金属材料的拉伸性能测试与力学行为分析[M].北京:机械工业出版社,2009.
[3]熊书敏.电子显微镜技术及其应用[M].北京:化学工业出版社,2005.