光束合金化合成

Fe-Al

系金属间化合物涂层的微观特征

摘要：

[

目的

]

为了改善钢铁材料的耐高温腐蚀性能

, 

用光束合金化方法在

45

钢表面合成了

Fe-Al

金属间化

合物涂层

. 

[

过程和方法

]

采用扫描电子显微镜、能量弥散

X

射线分析和

X

射线衍射研究了光束合金化工艺

参数

(

粉末预置量

m

和热输入量

q

)

对合金化层的化学成分、显微组织及其物相组成的影响

. [

结果

]

实验结果

表明

: 

减小比能量

(

E

＝

q/m

)

将导致合金化层的熔宽和熔深减小

, 

从而使合金化层含

Fe

量减少

, 

含

Al

量增加

;

该实验条件下

, 

获得了

Fe

与

Al

原子数比为

2.4

～

19.2

的合金化层

. 

由比能量决定的

Fe

与

Al

原子数比是合

金化层显微组织及其物相组成的重要影响因素

, 

合金化层的显微组织有

3

种类型

: 

α

-Fe

固溶体、α

-Fe

固

溶体

+Fe

3

Al

金属间化合物及

FeAl+AlFe

3

C

0.5

金属间化合物

. [

结论

]

降低热输入或增加粉末预置量均可引起合

金化层中

Fe

与

Al

原子数比的降低

,

有助于

Fe-Al

系

(Fe

3

Al

或

FeAl)

金属间化合物的合成

. 

关键词：表面合金化

; Fe-Al

金属间化合物

; 

光束合金化涂层

; 

微观组织

; 

物相

Microstructure characteristics of Fe-Al intermetallic compound coating 

synthesized by light beam alloying 

Abstract

: The high temperature corrosion resistance of steel was improved with a Fe-Al intermetallic coating 

applied to Steel-45 by light beam alloying. The effect of alloying processing parameters (the pre-placed powder 

mass, 

m

, and the heat input, 

q

) on the chemical composition, microstructure and phases of the alloying coatings 

was investigated by scanning electron microscopy, energy dispersive X-ray analysis, and X-ray diffraction. The 

results show that reducing the specific heat input 

E

 (

E

=

q

/

m

) reduces the width and penetration of the alloying 

molten pool, which reduces the Fe content and increases the Al content of the coatings. The experiments resulted 

in coatings with 2.4-19.2 Fe/Al atomic ratios. The Fe/Al atomic ratio determined by the specific heat input is the 

most important factor affecting the microstructure and phases of the coatings. There are three kinds of coating 

microstructures, 

α

-Fe solid solution, 

α

-Fe solid solution + Fe

3

Al intermetallic compound, and FeAl + AlFe

3

C

0.5

intermetallic compounds. Reducing the heat input and increasing the pre-placed powder mass both reduce the 

Fe/Al atomic ratio of the coatings, which favors the synthesis of the Fe-Al(Fe

3

Al and FeAl) intermetallic 

compounds. 

Key words:

 surface alloying; Fe-Al intermetallic compound; light beam alloying coating; microstructure; phases