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金属间化合物主要是指金属元素间、金属元素与类金属元素间形成的化合物。它以其优异的耐高温、抗氧化、耐磨损等优良特性，受到材料界的青睐。 本文利用感应熔炼方式熔炼Fe-Nb-X系原位金属间化合物增强复合材料。首先研究了Fe-Nb合金中Nb元素对微观组织和性能的影响，然后在Fe-Nb合金的基础上添加合金化元素Al和Si，研究合金化对Fe-Nb合金微观组织和性能的影响。通过金相显微镜、扫描电镜、XRD衍射和能谱分析研究了合金的微观组织演化和物相组成;利用显微硬度计和摩擦磨损试验机研究合金的硬度和摩擦磨损性能变化;采用高温氧化实验来研究合金的高温氧化性能。 对于Fe-xNb合金，x=5、8、12、15和20，随着Nb含量的增加，合金的显微组织从亚共晶组织(x=5、8和12)演变为近共晶组织(x=15)，然后再到过共晶组织(x=20)。Fe-Nb合金中主要含有的物相包括α-Fe、Fe2Nb和NbC等，其中α-Fe基固溶体为主要基体相，Fe2Nb为主要硬质增强相，另外少量的NbC硬质颗粒为次要硬质相。随着Nb含量的增加，Fe-Nb合金的显微硬度先下降后升高，Fe-20Nb合金的硬度最高，磨损形式主要是粘着磨损，Fe-20Nb合金的磨损程度最轻。 在Fe-15Nb-xAl（x=3、6、9、12、15和18）和Fe-15Nb-xSi(x=3、6、9、12和15)中，随着Al或Si的加入，合金的组织有共晶组织向过共晶组织转变的趋势，先析出的树枝晶增多，共晶组织减少。Al和Si元素主要以固溶的形式存在于合金中，对微观组织形貌影响不大。随着Al含量的增加，Fe-15Nb-xAl合金的硬度也随之增加。磨损形式以粘着磨损为主，随着Al含量的增加，磨损程度先减轻后加重，Fe-15Nb-15Al的磨损程度最轻。随着Si含量的增加，Fe-15Nb-xSi合金的硬度也随之增加，磨损以粘着磨损为主，磨损程度先减轻后加重，Fe-15Nb-12Si合金的磨损程度最低。 将Fe-15Nb、Fe-15Nb-3Al和Fe-15Nb-3Si合金在800℃空气中氧化5h，然后随炉冷却。通过对比分析合金氧化后的表面和截面形貌、成分及氧化膜的相组成可知:Fe-15Nb合金氧化层主要由Fe2O3、Nb2O5和FeNb2O6组成，氧化表面出现裂纹，部分地方氧化层剥落。氧化层厚薄不均匀，有较多孔洞存在。氧化层的厚度大约30μm，氧化严重。Fe-15Nb-3Al氧化层主要由Fe2O3、Nb2O5、Al2O3和FeNb2O6组成。合金氧化表面有氧化裂纹出现，但没有明显的剥落现象。氧化层厚薄不均匀，氧化层中孔洞明显减少。氧化层的厚度大约10μm，氧化程度明显减轻。Fe-15Nb-3Si氧化层主要由Fe2O3、Nb2O5、SiO2和FeNb2O6组成。合金氧化表面已经有氧化裂纹出现，氧化剥落现象。Fe-15Nb-3Si氧化层的厚薄不均匀，氧化层的厚度大约10μm，较Fe-15Nb合金氧化层厚度明显减少，氧化程度明显减轻。