金屬間化合物熱處理工藝得到廣泛應(yīng)用

      金屬間化合物主要是指金屬元素間、金屬元素與類(lèi)金屬形成的化合物，各元素間既有化學(xué)計(jì)量的組分，但其成分又可在一定范圍內(nèi)變化而形成以化合物為基的固溶體。金屬間化合物以其介于金屬和陶瓷間的優(yōu)異性能，而成為新型結(jié)構(gòu)材料的重要分支，并獲得廣泛的應(yīng)用。 
　　1.熱處理方式 
　　熱處理的目的在于獲得某種有序結(jié)構(gòu)，以改善其塑性和韌性。主要有如下幾種處理方式。 
　?。?）高溫均勻化退火鑄態(tài)下的金屬間化合物一般存在著成分偏析和鑄造應(yīng)力，高溫均勻化退火就是要消除鑄造應(yīng)力并使合金元素進(jìn)一步擴(kuò)散均勻，為下一步處理奠定良好的基礎(chǔ)，該種處理一般在1000℃以上要持續(xù)十幾個(gè)小時(shí)。 
　?。?）油淬為了增加金屬間化合物的室溫韌性，常常將其加熱到晶形轉(zhuǎn)變或相變溫度，然后放入油中進(jìn)行淬火處理，如對(duì)Fe-Al金屬間化合物的典型處理工藝為：加熱至1000℃，保溫5h，然后置入700℃油中冷卻詳見(jiàn)參考文獻(xiàn)。 
　?。?）形變熱處理這是目前為增加金屬間化合物韌性而進(jìn)行的最有效的處理方式，主要是通過(guò)鍛造、軋制、擠壓等熱形變處理，使其組織結(jié)構(gòu)發(fā)生有利于增加韌性的方向轉(zhuǎn)變，典型工藝見(jiàn)文獻(xiàn)。 
　　金屬間化合物的室溫脆性問(wèn)題一直是困擾這類(lèi)材料應(yīng)用的一個(gè)問(wèn)題。同一成分的合金，由于加工方法不同及工藝參數(shù)的改變，最終的顯微組織和力學(xué)性能可能相差甚遠(yuǎn)，在金屬間化合物的制備中廣泛采用了熱機(jī)械處理工藝，采用這種方法能夠得到一般加工處理所達(dá)不到的高強(qiáng)度與高塑性良好配合的產(chǎn)品。 
　　2.發(fā)展及應(yīng)用前景 
　　在金屬材料中，金屬間化合物一直用作金屬基體的強(qiáng)化相。人們通過(guò)改變金屬間化合物的種類(lèi)、分布、析出狀態(tài)以及相對(duì)含量等來(lái)達(dá)到控制基體材料性能的目的。由于具有許多獨(dú)特的性能，金屬間化合物本身作為一類(lèi)新型材料正得到日益廣泛的研究和開(kāi)發(fā)。金屬間化合物由于具有耐高溫、抗腐蝕的性能，成為航空、航天、交通運(yùn)輸、化工、機(jī)械等許多工業(yè)部門(mén)重要結(jié)構(gòu)材料；由于其具有聲、光、電、磁等特殊物理性能，可作為半導(dǎo)體、磁性、儲(chǔ)氫、超導(dǎo)等方面功能材料。特別是用作高溫結(jié)構(gòu)材料的有序金屬間化合物，具有許多良好的力學(xué)性能和抗氧化、耐腐蝕以及比強(qiáng)度高等特性，由于其原子的長(zhǎng)程有序排列和原子間金屬鍵和共價(jià)鍵的共存，使其有可能兼具金屬的塑性和陶瓷的高溫強(qiáng)度，因而極具應(yīng)用前景。 
　　然而，金屬間化合物的脆性妨礙了它的應(yīng)用。直到80年代初，金屬間化合物韌化研究取得兩大突破性進(jìn)展，一是日本材料科學(xué)研究所的和泉修等在脆性的多晶Ni3Al中加入了質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.02%～0.05%的B，使材料韌化，室溫拉伸伸長(zhǎng)率從近于0提高到40%～50%；二是美國(guó)橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)了無(wú)塑性的六方D019結(jié)構(gòu)的Co3V中，用Ni、Fe代管部分Co，可使其轉(zhuǎn)變成面心立方的L12結(jié)構(gòu)，脆性材料變成具有良好塑性的材料。無(wú)油軸承這些進(jìn)展使人們看到了金屬間化合物高溫結(jié)構(gòu)材料的希望和前景，在世界范圍內(nèi)掀起一個(gè)研究熱潮。 
　　目前作為高溫結(jié)構(gòu)材料的有序金屬間化合物，在國(guó)內(nèi)外進(jìn)行重點(diǎn)研究并取得重大進(jìn)展的主要為Ni-Al、Ti-Al以及Fe-Al三個(gè)體系的A3B和AB型鋁化物。