摘要：CuAl10Ni5Fe4合金是一种铜基高温合金，具有良好的高温强度和抗氧化性能，在航空航天、能源等领域有广泛应用。本研究旨在研究CuAl10Ni5Fe4合金在高温下的氧化行为和其对机械性能的影响。通过真空感应熔炼法制备CuAl10Ni5Fe4合金试样，并采用高温氧化实验和力学性能测试等方法对其进行表征。利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪和力学测试机等设备对合金的氧化层形貌、相组成和力学性能进行分析。

1. 引言

CuAl10Ni5Fe4合金是一种重要的铜基高温合金，具有优异的高温力学性能和抗氧化性能，被广泛应用于高温环境下的结构件和零部件。了解CuAl10Ni5Fe4合金在高温氧化条件下的行为和机械性能对于其应用性能的提升具有重要意义。

2. 实验方法

2.1 材料制备

采用真空感应熔炼法制备CuAl10Ni5Fe4合金试样，并通过热压成型得到标准试样。

2.2 高温氧化实验

将CuAl10Ni5Fe4合金试样置于高温氧化炉中，在不同温度和时间条件下进行氧化处理。通过称量质量变化和表面形貌观察分析合金的氧化行为。

2.3 扫描电子显微镜观察

利用扫描电子显微镜观察CuAl10Ni5Fe4合金在高温氧化后的表面形貌和氧化层结构，分析氧化层的厚度和形貌特征。

2.4 X射线衍射仪分析

采用X射线衍射仪分析CuAl10Ni5Fe4合金在高温氧化后的相组成和晶体结构演变，确定氧化层中的相变情况。

2.5 力学性能测试

利用力学测试机进行拉伸和硬度测试，评估CuAl10Ni5Fe4合金在高温氧化后的力学性能变化。

3. 结果与讨论

通过高温氧化实验发现，CuAl10Ni5Fe4合金在高温下形成了致密的氧化层，氧化层的厚度随温度和时间的增加而增加。扫描电子显微镜观察结果显示，氧化层由外至内分为外氧化层、中间转变层和内金属基体，氧化层的形貌特征随温度和时间的变化而变化。X射线衍射仪分析结果表明，氧化层中出现了CuO、Al2O3、NiO等氧化物相。力学性能测试结果显示，高温氧化使CuAl10Ni5Fe4合金的强度和硬度降低。

4. 结论

本研究通过对CuAl10Ni5Fe4合金的高温氧化行为和机械性能进行研究，揭示了其在高温氧化条件下的表现和性能变化规律。研究结果对于优化CuAl10Ni5Fe4合金的高温应用具有重要意义。