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Ni基高温合金的力学性能主要依赖于γ′-Ni3Al析出相和硬质颗粒。目前,航空发动机中传统金属材料结构部件已经达到使用极限,不能满足飞行器的高飞行速度和航空发动机高推重比的设计要求。金属间化合物(Ni3Al等)和陶瓷颗粒增强Ni基复合材料备受关注,具有较大的研究前景。本文首先通过无压烧结、块体破碎制备了高纯Cr2AlC陶瓷粉体,再以Cr2AlC陶瓷粉体和纯Ni粉为原料通过热压烧结工艺成功制备了原位自生Cr3C2颗粒与γ’-Ni3(Al,Cr)协同增强纯Ni基复合材料。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)等技术手段对不同Cr2AlC体积分数的复合材料进行了表征,研究了10%~40%Cr2AlC/Ni复合材料的物相演变、显微结构和力学性能,并对不同强化机制贡献进行了计算,其次研究了30%Cr2AlC/Ni和40%Cr2AlC/Ni复合材料进一步热处理前后的显微结构和力学性能的变化。研究结果表明:(1)本论文以Cr粉、Al粉和C粉为起始原料,按摩尔比为Cr:Al:C=2:1.2:1,经过配料、混料、无压烧结(烧结温度为1420℃~1450℃,保温10min)、块体破碎成功制备了高纯Cr2AlC陶瓷粉体。(2)通过热压烧结工艺制备了陶瓷含量为10%~40%Cr2AlC/Ni复合材料。烧结温度为1200℃。高温环境下,Cr2AlC发生完全分解原位合成Cr3C2陶瓷颗粒,Al原子伴随部分Cr原子脱离Cr2AlC纳米层并进入Ni基体中,形成γ-Ni固溶体,Al-Cr原子达到一定浓度后,开始析出γ’-Ni3(Al,Cr)。(3)块体复合材料组织整体较致密,原位自生的Cr3C2颗粒和γ’-Ni3(Al,Cr)均匀分布于γ-Ni基体中,并且复合材料中延性较高的Ni基体填充在硬质Cr3C2颗粒和γ’相之间,增强相与基体形成强结合界面。(4)采用热压烧结工艺制备的Cr3C2-Ni3(Al,Cr)/Ni复合材料具有优异的力学性能。其中30%Cr2AlC/Ni和40%Cr2AlC/Ni复合材料弯曲强度分别高达1790±73MPa和1752±25MPa,屈服强度σ0.2高达685±38MPa和802±29MPa。计算了不同强化机制的贡献值,根据计算结果,起主要作用的强化机制有细晶强化、沉淀强化和Cr原子在Ni基体中的固溶强化。(5)对热压烧结得到的30%Cr2AlC/Ni和40%Cr2AlC/Ni复合材料采取进一步热处理,热处理后复合材料物相结构保持不变,并且纳米级γ’相均匀分布于基体中。复合材料抗拉强度和屈服强度都获得明显提高,屈服强度σ0.2分别为798±17.5MPa和967±16MPa。