添加Cr合金化FeAl金屬間化合物多孔材料的制備及性能

朱勝利，張惠斌，江垚，高海燕，高麟，賀躍輝

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添加Cr合金化FeAl金屬間化合物多孔材料的制備及性能

朱勝利1，張惠斌1，江垚1，高海燕1，高麟2，賀躍輝1

(1. 中南大學(xué)粉末冶金國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，長(zhǎng)沙410083；2. 成都易態(tài)科技有限公司，成都611731)

在Fe-25% Al金屬間化合物成分基礎(chǔ)上，添加鉻(Cr)元素進(jìn)行合金化，通過(guò)元素偏擴(kuò)散?反應(yīng)合成?燒結(jié)的方法制備含Cr的鐵鋁(FeAl)金屬間化合物多孔材料，并采用X射線衍射(XRD)分析反應(yīng)合成過(guò)程中的物相變化，采用孔結(jié)構(gòu)測(cè)試儀、排水法、彎曲試驗(yàn)和沖擊試驗(yàn)研究Cr含量對(duì)FeAl金屬間化合物多孔材料孔結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能的影響，通過(guò)靜態(tài)腐蝕實(shí)驗(yàn)研究Cr合金化FeAl多孔材料的耐腐蝕性能。結(jié)果表明：Cr含量為20%時(shí)，制得的FeAl多孔材料物相仍為單一FeAl相；其中，Cr含量為5%~10%時(shí)，F(xiàn)eAl多孔材料的強(qiáng)度和韌性值較高；隨Cr含量增加，F(xiàn)eAl多孔材料的孔徑和孔隙度均增大，材料的氧化和硫化速率顯著降低。

鐵鋁；金屬間化合物；多孔材料；鐵鉻鋁；耐腐蝕性

反應(yīng)合成鐵鋁(FeAl)金屬間化合物多孔材料具有優(yōu)異的抗氧化、抗硫化、抗熱震性能以及可機(jī)械加工性，是一種優(yōu)異的高溫過(guò)濾介質(zhì)材料[1?2]，現(xiàn)已在密閉爐鐵合金冶煉、煤化工、火電等行業(yè)的高溫氣體過(guò)濾領(lǐng)域得到成功應(yīng)用。然而，F(xiàn)eAl金屬間化合物受其晶體結(jié)構(gòu)和成鍵特點(diǎn)影響，呈現(xiàn)為本征脆性[3]，特別是在高溫腐蝕性環(huán)境下長(zhǎng)久使用后，材料的脆性?xún)A向增大[4]。FeAl金屬間化合物的高溫強(qiáng)度大于普通不銹鋼和某些特殊鋼，但是其高溫蠕變強(qiáng)度仍然有待提高[5]。FeAl金屬間化合物良好的耐腐蝕性能是基于在材料表面形成致密的Al2O3氧化膜或鈍化膜[3]。但是，密閉爐鐵合金冶煉和煤化工等行業(yè)的高溫氣體過(guò)濾環(huán)境為含硫的還原性氣氛，F(xiàn)eAl材料表面較難形成致密的鈍化膜。因此，為了更好地滿(mǎn)足高溫?zé)煔膺^(guò)濾的特殊要求，F(xiàn)eAl金屬間化合物多孔材料的力學(xué)性能和耐環(huán)境腐蝕性能有待進(jìn)一步改善和提高。添加第三元素進(jìn)行合金化是改善金屬間化合物力學(xué)性能和耐腐蝕性的重要方法，而合金元素的種類(lèi)和添加量是影響材料性能的主要因素[5]。鉻(Cr)是常用的合金化元素之一，在FeAl中主要通過(guò)置換式固溶占據(jù)Fe的空位，產(chǎn)生固溶強(qiáng)化，從而顯著提高FeAl金屬間化合物的強(qiáng)度和抗蠕變強(qiáng)度，并改善由于環(huán)境氫脆導(dǎo)致的本征脆性[6]。而且，Cr合金化有利于FeAl材料在低氧分壓下形成致密氧化膜，同時(shí)能夠提高材料的抗硫化性能以及鈍化膜與基體的結(jié)合力[7?10]。以Fe，Al和Cr元素混合粉末為原料，通過(guò)偏擴(kuò)散?反應(yīng)合成?燒結(jié)制備的多孔材料的性能與原始粉末的成分、形貌以及后續(xù)壓制參數(shù)和燒結(jié)工藝均有密切關(guān)系。本文主要研究Cr元素添加對(duì)FeAl金屬間化合物多孔材料的反應(yīng)路徑、最終物相、孔結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能和耐腐蝕性能的影響，以期為FeAl金屬間化合物的應(yīng)用提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 材料制備

以電解Fe粉(5037.5 μm，99.8%)、氣霧化Al粉(5027.7 μm，99.5%)和破碎Cr粉(5014.2 μm，99.6%)為原料，在Fe-25% Al成分基礎(chǔ)上分別添加0%，5%，10%，15%和20%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的Cr元素粉末(具體配比見(jiàn)表1)，混合均勻后得到原料粉末。稱(chēng)取上述5種粉末各6.0 g，在200 MPa下用鋼模壓制成圓片狀試樣(尺寸為30 mm×2 mm)。采用鉬發(fā)熱體真空爐燒結(jié)，真空度為1.0×10?3Pa，通過(guò)梯度升溫的方法加熱到 1200~1350 ℃，保溫2~3 h，以保證材料最終成分的均勻化以及足夠的力學(xué)性能。相較于傳統(tǒng)的鐵鉻鋁合金粉末燒結(jié)多孔材料，以 Fe/Al/Cr元素混合粉末為原料制備的金屬間化合物多孔材料，不僅成分設(shè)計(jì)不同，而且制備方法上充分利用了Al熔點(diǎn)以下的固態(tài)元素偏擴(kuò)散和反應(yīng)合成[1]，使Kirkendall孔隙保留在平衡相中，隨后經(jīng)過(guò)Fe-Al-Cr之間的系列反應(yīng)得到孔結(jié)構(gòu)豐富、成分均勻的Cr合金化FeAl金屬間化合物多孔材料。

表1 不同Cr添加量FeAl多孔材料的成分配比及生坯相對(duì)致密度

1.2 測(cè)試與表征

氧化和硫化實(shí)驗(yàn)在自組裝的裝置上進(jìn)行，裝置可以進(jìn)行溫度和測(cè)試氛圍的調(diào)節(jié)。氧化實(shí)驗(yàn)的測(cè)試介質(zhì)為干燥空氣，硫化實(shí)驗(yàn)測(cè)試介質(zhì)為氮?dú)夂土蛘魵獾幕旌蠚夥?體積比9:1)。每進(jìn)行一個(gè)測(cè)試周期，取出實(shí)驗(yàn)樣品進(jìn)行質(zhì)量分析和孔結(jié)構(gòu)測(cè)試。

多孔材料的最大孔徑和孔隙度分別采用泡點(diǎn) 法[11?12]和阿基米德排水法測(cè)量；用X射線衍射檢測(cè)多孔材料的物相(XRD Dmax 2500 VB型)；用場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡觀察微觀結(jié)構(gòu)(Nova Nano SEM 230型)；用萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)檢測(cè)多孔材料的力學(xué)性能(LJ-3000A型)。

2 結(jié)果與討論

2.1 Cr合金化FeAl多孔材料的反應(yīng)路徑

為了探討Fe/Al/Cr混合元素粉末之間的反應(yīng)路徑以及孔結(jié)構(gòu)的演變規(guī)律，采用階段取樣法獲得不同反應(yīng)狀態(tài)下的試樣。圖1所示為Cr含量為20%的試樣在不同溫度下燒結(jié)后的XRD譜。如圖所示，試樣生坯在5 00 ℃燒結(jié)后并無(wú)新相產(chǎn)生。在580 ℃下保溫2 h后，可以檢測(cè)到Al13Cr2相，而此時(shí)Fe-Al間的反應(yīng)產(chǎn)物Fe2Al5相的峰并未出現(xiàn)在XRD結(jié)果中。由此可見(jiàn)，在燒結(jié)升溫過(guò)程中，Al-Cr間的反應(yīng)先于Fe-Al。繼續(xù)升溫至650 ℃時(shí)，可同時(shí)檢測(cè)到Fe2Al5相、Al13Cr2相以及單質(zhì)的Fe和Cr，而此時(shí)Al相已經(jīng)完全參與反應(yīng)。隨燒結(jié)溫度進(jìn)一步提高，F(xiàn)e2Al5相進(jìn)一步擴(kuò)散并轉(zhuǎn)化為FeAl相，而低熔點(diǎn)的Al13Cr2相則逐步轉(zhuǎn)化為高熔點(diǎn)的Cr5Al8，AlCr2相以及富Al液相，其中富Al液相迅速與Fe反應(yīng)生成FeAl，并伴隨部分Cr的固溶。試樣在1100℃保溫后，Al元素已全部與Fe反應(yīng)生成FeAl相，AlCr相已經(jīng)消失。另外，此時(shí)XRD譜上仍存在較弱的Cr單質(zhì)峰，可見(jiàn)Cr并未完全隨液相反應(yīng)固溶到FeAl相中，仍然有少量的單質(zhì)Cr存在。試樣在最終溫度1350℃燒結(jié)后，單質(zhì)Cr完全消失，得到單一的FeAl相。

圖1 添加20%Cr試樣在不同溫度保溫2 h后的XRD譜

根據(jù)XRD分析結(jié)果，F(xiàn)e/Al/Cr混合粉末在反應(yīng)合成過(guò)程中的反應(yīng)路徑可以總結(jié)為以下3個(gè)階段，共8個(gè)反應(yīng)過(guò)程(見(jiàn)表2)。第一階段為在Al熔點(diǎn)以下Al-Cr間和Al-Fe間的固相擴(kuò)散及反應(yīng)。在此過(guò)程中，Al元素的偏擴(kuò)散會(huì)引發(fā)過(guò)飽和空位塌陷，導(dǎo)致原Al相位置Kirkendall孔隙大量生成及長(zhǎng)大。同時(shí)，由于Al原子向Fe和Cr晶格中擴(kuò)散以及低密度的Fe2Al5相和Al13Cr2相的大量生成，新相區(qū)域會(huì)產(chǎn)生急劇的局部體積膨脹。這種明顯的局部膨脹會(huì)導(dǎo)致整體生坯體積膨脹，從而一定程度上增加了間隙孔的體積。反應(yīng)合成制備FeAl多孔材料過(guò)程中，中間相Fe2Al5引起的體積膨脹已有報(bào)道[1]，中間相Al13Cr2引起的體積膨脹將在后文做進(jìn)一步討論。另外，Al相的反應(yīng)消耗也空出了大量Al的占位。因此，這一階段孔隙體積增幅最大。第二階段是660~900 ℃的溫度段。在此階段，F(xiàn)e2Al5相發(fā)生二次擴(kuò)散，與Fe反應(yīng)生成FeAl相；低熔點(diǎn)的Al-Cr相逐步分解產(chǎn)生富Al液相并快速與Fe反應(yīng)，促進(jìn)了燒結(jié)頸的形成和生長(zhǎng)，多孔材料的多孔骨架逐步形成，材料的強(qiáng)度逐漸提高。特別是，通過(guò)Al-Cr間的反應(yīng)使更多單質(zhì)Al轉(zhuǎn)化為熔點(diǎn)更高的Al-Cr中間相，而Al-Cr中間相在Al熔點(diǎn)以上的后續(xù)升溫中能分階段逐步釋放出液相Al，從而避免了Fe-Al兩相反應(yīng)過(guò)程中在Al熔點(diǎn)附近液相Al與Fe單質(zhì)的爆炸式反應(yīng),這種爆炸式反應(yīng)可釋放大量的熱量，引起試樣的自蔓延。最后階段，通過(guò)高溫?zé)Y(jié)，確保了單質(zhì)Cr全部固溶進(jìn)入FeAl相，得到成分均勻的單一物相以及孔隙充分連通的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。

圖2所示為添加20% Cr的FeAl多孔材料的SEM像?？梢钥吹?，試樣的孔隙豐富且分布均勻，具有典 型的反應(yīng)合成多孔材料的孔結(jié)構(gòu)特征。表3所列為FeAl-20% Cr 多孔材料的孔結(jié)構(gòu)參數(shù)。在實(shí)驗(yàn)條件下，該多孔材料的通量可達(dá)851.0 m3/(kPa?h?m),開(kāi)孔隙度為46.4%。相較于一般的陶瓷多孔材料或者燒結(jié)金屬多孔材料[13]，采用元素粉反應(yīng)合成制備多孔材料的工藝充分利用Kirkendall效應(yīng)造孔[14]、Al液相流出成孔[15]、相變?cè)炜譡16]和偏擴(kuò)散過(guò)程中的體積膨脹效應(yīng)[1, 17]，在連通生坯間隙孔的同時(shí)增加更多的反應(yīng)合成孔隙，從而大幅提高材料的孔隙率以及孔隙的連通性。

表2 Fe/Al/Cr混合粉末在燒結(jié)過(guò)程中物相變化及反應(yīng)路徑

圖2 添加20% Cr合金化鐵鋁多孔材料的SEM像

表3 反應(yīng)合成FeAl多孔材料的孔結(jié)構(gòu)參數(shù)

2.2 Cr含量對(duì)FeAl多孔材料孔結(jié)構(gòu)的影響

元素混合粉反應(yīng)合成制備多孔材料的孔隙主要由生坯原始間隙孔和燒結(jié)過(guò)程中形成的孔隙兩部分組成。其中，間隙孔體積與原料粉末特征以及壓制參數(shù)有關(guān)，前者包括粉末粒徑及分布、形貌、屈服強(qiáng)度等，后者包括壓制壓力、潤(rùn)滑狀態(tài)等。而燒結(jié)過(guò)程形成的孔隙體積決定于造孔元素含量、相變反應(yīng)以及燒結(jié)工藝等。

圖3所示為Cr含量與FeAl多孔材料的孔結(jié)構(gòu)參數(shù)的關(guān)系曲線。由圖可知，隨Cr含量增加，F(xiàn)eAl多孔材料的最大孔徑增大，開(kāi)孔隙度的變化規(guī)律與最大孔徑一致。由于多孔材料的孔徑主要取決于初始間隙孔，燒結(jié)過(guò)程產(chǎn)生的新孔，以及上述孔隙的連通，因此孔隙度的增加一定程度上增加了孔隙連通的可能，增大了孔徑。實(shí)驗(yàn)分別測(cè)定了5組試樣生坯的間隙孔體積以及燒結(jié)后試樣的體積變化，結(jié)果如表1所列，由表可知，隨Cr含量增加，試樣的相對(duì)致密度減小，即原始生坯間隙孔體積增加。原始間隙孔是多孔材料最終孔隙的重要組成部分，間隙孔體積增加能夠提高多孔材料的最終孔隙度。圖4所示為不同Cr含量FeAl試樣的體積膨脹率。由圖可知，多孔材料最終的膨脹率隨Cr含量增加而增大。FeAl多孔材料的膨脹行為主要發(fā)生在Al熔點(diǎn)以下的固相擴(kuò)散和反應(yīng)階段。前文討論已知，Al向Fe和Cr發(fā)生偏擴(kuò)散生成Cr2Al13和Fe2Al5相，不同元素顆粒間接觸區(qū)域會(huì)因?yàn)閿U(kuò)散和相變發(fā)生劇烈的膨脹并擴(kuò)大粉末顆粒間的間隙，宏觀上表現(xiàn)為多孔體體積的膨脹。Al-Cr擴(kuò)散和反應(yīng)先于Fe- Al(見(jiàn)圖1)，且反應(yīng)生成Cr2Al13相引起的體積膨脹大于Fe2Al5相[18]。因此，隨Cr含量增加，反應(yīng)生成Cr2Al13相含量增加，從而促進(jìn)燒結(jié)坯體積膨脹量的增大，F(xiàn)eAl多孔材料的孔隙度得到提高。

圖3 Cr含量對(duì)FeAl多孔材料孔結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響

圖4 Cr合金化FeAl多孔材料的體積膨脹行為

2.3 Cr含量對(duì)FeAl多孔材料力學(xué)性能的影響

圖5所示為FeAl多孔材料的力學(xué)性能隨Cr含量的變化曲線。由圖可知，隨Cr含量增加，抗彎強(qiáng)度和沖擊韌性均呈現(xiàn)為先增大后減小的趨勢(shì)，其中，Cr含量為5%~10%時(shí)多孔材料的力學(xué)性能最優(yōu)。多孔材料的力學(xué)性能受材料本征性能和孔結(jié)構(gòu)的綜合影響。在本實(shí)驗(yàn)中，合金化元素Cr的添加，一方面增加了材料的孔隙度，另一方面由于Cr的固溶，F(xiàn)eAl相發(fā)生固溶強(qiáng)化。同時(shí)，在一定范圍內(nèi)，Cr元素添加可降低FeAl在室溫下D03結(jié)構(gòu)的有序度，從而增加材料的延展性和韌性[5]。因此，從圖5(a)和(b)可以看到，添加5%~10% 的Cr能夠明顯提高FeAl多孔材料的抗彎強(qiáng)度和沖擊韌性[5]。在此范圍，Cr元素的添加雖然增加了FeAl多孔材料的孔隙度，對(duì)材料結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和韌性不利，但是Cr合金化對(duì)FeAl相力學(xué)性能的改善占主導(dǎo)；當(dāng)Cr含量大于10%以后，晶格畸變以及孔隙度的增加會(huì)同時(shí)降低FeAl多孔材料的強(qiáng)韌性，從而出現(xiàn)圖5中樣品抗彎強(qiáng)度和沖擊韌性同步下降的現(xiàn)象。

2.4 Cr含量對(duì)FeAl多孔材料耐腐蝕性能的影響

將添加合金元素Cr的 FeAl多孔材料、未添加Cr的 FeAl多孔材料以及具有相近孔結(jié)構(gòu)的316L燒結(jié)金屬多孔材料分別置于600 ℃的干燥空氣和硫蒸氣中進(jìn)行腐蝕試驗(yàn)。

圖5 Cr含量對(duì)FeAl多孔材料力學(xué)性能的影響

金屬材料的抗氧化性主要在于氧化環(huán)境中形成的氧化膜鈍化層對(duì)金屬和氧擴(kuò)散的隔絕作用。圖6(a)所示為600 ℃下FeAl多孔材料的氧化質(zhì)量增加曲線。由圖可知，不添加Cr的FeAl多孔材料在空氣中氧化200 h后質(zhì)量增加為5.83%，而添加5% Cr和20% Cr的FeAl多孔材料的質(zhì)量增加僅為0.21%和0.14%?？梢?jiàn)，Cr合金化可大幅降低FeAl多孔材料的氧化速率。金屬材料的抗氧化性主要基于在氧化環(huán)境中形成的氧化物保護(hù)膜對(duì)金屬和氧擴(kuò)散的隔絕作用。從名義成分上看，反應(yīng)合成制備Fe-25% Al多孔材料的Al含量足以保證Al2O3保護(hù)膜的生成，但實(shí)際上FeAl多孔材料在真空燒結(jié)過(guò)程中由于Al元素在高溫時(shí)的揮發(fā)易造成孔骨架表面的貧Al現(xiàn)象[19]。因此，普通FeAl多孔材料在氧化時(shí)需要經(jīng)歷表層Fe，Al氧化以及內(nèi)層Al的向外擴(kuò)散和氧化兩個(gè)過(guò)程，在Al擴(kuò)散到表面并形成穩(wěn)定的氧化膜時(shí)已經(jīng)造成了基體Fe的大量氧化；而添加Cr元素合金化后，F(xiàn)eAl在氧化時(shí)能夠快速地形成FeCr2O4復(fù)合氧化物和鉻氧化物致密層，從而降低形成致密氧化層所需的Al含量，可以阻礙基體的進(jìn)一步氧化[20?21]。這種薄且致密的氧化膜不僅可改善FeAl多孔材料的抗氧化性，而且可維持材料孔結(jié)構(gòu)的穩(wěn) 定性。

圖6(b)所示為FeAl多孔材料的硫化質(zhì)量增加曲線。由圖可知，在600 ℃硫化環(huán)境中，添加20% Cr的FeAl多孔材料經(jīng)過(guò)200 h試驗(yàn)后質(zhì)量增加0.87%，相同條件下不添加Cr合金化的FeAl多孔材料質(zhì)量增加1.21%，而316L不銹鋼多孔材料為11.6%?？梢?jiàn)，F(xiàn)eAl多孔材料的抗硫化性能顯著優(yōu)于普通的不銹鋼(如316L)多孔材料。這是因?yàn)?16L不銹鋼在硫化氣氛中易形成FeS 以及少量Cr2S3和Ni3S2，其中FeS和Ni3S2的點(diǎn)陣缺陷較多[9]，化學(xué)穩(wěn)定性較差，金屬在硫化物中的自擴(kuò)散系數(shù)較大，因此，316L不銹鋼的抗硫化性能較差。FeAl金屬間化合物多孔材料在硫化環(huán)境中易形成熱力學(xué)穩(wěn)定的A12S3，從而大大降低金屬原子在硫化物中的擴(kuò)散速率。另外，添加Cr合金化后，材料在硫化過(guò)程中能夠進(jìn)一步形成穩(wěn)定的A12S3和Cr2S3復(fù)合鈍化層[10]，且金屬在Cr2S3中的擴(kuò)散速率小于在A12S3中的速率。因此，合金元素Cr的添加有利于改善FeAl多孔材料在含硫高溫?zé)煔猸h(huán)境中的化學(xué)穩(wěn)定性和孔結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，有助于延長(zhǎng)該材料作為濾材的服役壽命。

圖6 600 ℃溫度下FeAl多孔材料的氧化質(zhì)量增加曲線和硫化質(zhì)量增加曲線

3 結(jié)論

1) 采用Fe/Al/Cr元素混合粉為原料，在Fe -25% Al成分基礎(chǔ)上添加Cr元素進(jìn)行合金化，通過(guò)偏擴(kuò)散?反應(yīng)合成?燒結(jié)可制備孔隙率高、孔結(jié)構(gòu)均勻的單相FeAl金屬間化合物多孔材料。

2) Cr合金化可改變FeAl金屬間化合物多孔材料在燒結(jié)過(guò)程中的中間物相及反應(yīng)路徑。在Al熔點(diǎn)以下，Al優(yōu)先與Cr反應(yīng)生成Al13Cr2；在Al熔點(diǎn)以上，Al13Cr2逐步分解成富Al液相及高熔點(diǎn)的 Cr5Al8和AlCr2相；在900 ℃以上，高熔點(diǎn)Cr5Al8和AlCr2相以及部分單質(zhì)Cr元素逐步反應(yīng)并固溶進(jìn)入FeAl相。Al-Cr之間的反應(yīng)活性及其化合物的低熔點(diǎn)特性，拓寬了Fe-Al間反應(yīng)溫度范圍，有效抑制了自蔓延反應(yīng)的發(fā)生。

3) 隨Cr含量的增加，F(xiàn)eAl多孔材料生坯壓制密度下降，而燒結(jié)坯體積膨脹率提高，因此孔徑和孔隙度隨之增大。

4) Cr含量為5%~10%時(shí)，F(xiàn)eAl多孔材料的強(qiáng)度和韌性顯著提高，但Cr含量超過(guò)10%以后，由于晶格畸變以及孔隙度的提高，F(xiàn)eAl多孔材料的脆性?xún)A向增大。

5) Cr合金化對(duì)FeAl多孔材料具有明顯的第三元素效應(yīng)，能形成熱力學(xué)穩(wěn)定的鉻氧化物和硫化物，從而大幅提高FeAl多孔材料的抗高溫氧化和硫化性能。

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(編輯 高海燕)

Preparation and properties of porous FeAl intermetallics with Cr ternary additions

ZHU Shengli1, ZHANG Huibin1, JIANG Yao1, GAO Haiyan1, GAO Lin2, HE Yuehui1

(1. State Key Laboratory of Powder Metallurgy, Central South University, Changsha 410083, China;2. Chengdu Intermet Technology Co., Ltd., Chengdu 611731, China)

Porous materials made from FeAl intermetallic compounds with chromium (Cr) ternary additions were fabricated through a classical powder metallurgy (PM) technology using elemental powder mixtures of Fe/Al/Cr. The phase composition of the samples during the sintering process was investigated by X-ray diffraction (XRD). The effects of Cr content on the pore size, porosity, strength, toughness, and high-temperature corrosive resistance of porous FeAl were studied via the pore-structure test, the archimedes method, bending test, impact test, and static corrosion test, respectively. The results show that porous FeAl intermetallics with 20% Cr presents a single FeAl phase. An optimum mechanical performance can be obtained for porous FeAl with Cr contents ranging from 5% to 10%. With increasing the Cr content, the pore size and porosity of porous FeAl increase with simultaneous decrease of the oxidation and sulfidation rates.

FeAl; intermetallic compounds; porous material; FeCrAl; corrosion resistance

TG146

A

1673?0224(2016)03?427?07

國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2012BAC02B05)；國(guó)家自然科學(xué)基金青年基金資助項(xiàng)目(51404301)

2015?05?09；

2015?07?15

張惠斌，博士研究生。電話：0731-88877391；E-mail: zhanghb@csu.edu.cn