● 摘要
B2结构的NiAl金属间化合物，与α-Fe同为bcc结构，且晶格常数与α-Fe的极为接近，因此可满足在bcc结构的铁基复合材料中作为共格强化相这一要求，并得到类似镍基高温合金中的γ-γ’共格强化组织结构。FeNiCrAl合金基体，由于结合了铁素体FeCrAl合金出色的抗氧化性和具有高体积分数B2相的FeNiAl合金优异的高温强度，通过析出NiAl有序相得到适当的微观结构，有潜力作为一种新型的性能优异的高温结构材料。
目前，共格沉淀强化的NiAl/FeNiCrAl复合材料的制备主要通过真空反应熔炼和时效来实现。但是，通过时效制备NiAl相共格强化的FeNiCrAl基复合材料的方法仍存在时效周期过长、生产成本过高以及长时间高温条件下NiAl相长大粗化的问题。本文通过铝热反应燃烧合成工艺制备了具有编织状结构的NiAl/FeNiCrAl复合材料，工艺简单，反应时间短，并且不用使用时效工艺，就可制备具有纳米尺度、高体积分数NiAl相强化的铁素体基复合材料，避免了长时间时效导致的工期长、成本高以及NiAl相粗化现象。
本文采用了X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）、透射电子显微镜（TEM）和选区电子衍射（SAED）等分析测试手段，观察分析了NiAl/FeNiCrAl复合材料样品的显微组织，并结合热力学探讨了编织状组织的形成机理，还研究了铝热剂中的成分变化对材料显微组织和力学性能的影响。
显微分析表明，编织状结构由FeNiCrAl合金基体和NiAl板条状析出相组成。其中，FeNiCrAl合金基体宽度为80~100 nm，NiAl相宽度约为50 nm，二者保持共格或半共格关系。经热力学分析，编织状结构的形成机理是液相调幅分解。
调整铝热剂中Al的含量，观察并分析样品显微组织。当铝热剂中Al含量不超过25.4%时，样品主要组成相是奥氏体；当铝热剂中Al含量达到26.6%时，样品主要组成相变为铁素体，同时析出颗粒状的NiAl相；随着Al含量继续增加，晶界处首先出现编织状组织，并且范围逐渐扩大；当铝热剂中Al含量达到31.4%时，所有的晶粒都已遍布编织状组织。铝热剂中的Cu添加剂是编织状组织产生的必要条件。
增加铝热剂中的Al含量会提高材料的硬度。当铝热剂中Al含量为24.2%时，材料的显微硬度最低，为HV147.8。当铝热剂中Al含量为29.0%时，材料硬度达到最高的HV613.6。
随着铝热剂中Al的含量增加，材料的断后延伸率降低，当Al含量为24.2%时，断后延伸率达到25.5%，而当铝含量为29.0%时，断后延伸率仅为1.7%。同时，抗拉强度呈先增后减趋势，当铝热剂中Al含量为26.6%时，材料的抗拉强度达到最大，为640.87Mpa。