本论文通过实验研究了用铝热反应熔化法在添加Mn、Cr、Ni、Cu、Mo等五种合金元素（合金元素的添加量为5wt%、10wt%、15wt%）下制备的块体纳米晶Fe₃Al材料的化学组成、晶粒尺寸、晶体结构、硬度等,总结了不同合金元素对块体纳米晶Fe₃Al材料的组成、结构及性能的影响规律,概括起来可归纳为以下几条:1.添加合金元素Mn,材料由纳米晶基体相和杂质相组成,基体相由Fe、Al、Mn组成的固溶体,基体相晶粒尺寸在10nm左右,具有DO3结构,杂质相是由Mn、O、S、Al组成。材料基体纳米晶相的晶粒尺寸随着Mn含量的增加而减少,材料的硬度随着Mn含量的增加先增大后减小。2.添加合金元素Cr,材料具有B2结构,基体相由Fe、Al、Cr组成的固溶体,基体相晶粒尺寸在10nm左右,杂质相是由O、S、Al组成。随着合金元素Cr的增加,块体纳米晶Fe₃Al材料的晶粒尺寸先减小后增大,硬度也是先减少后增大,含Cr10%的材料晶粒尺寸最小。3.添加合金元素Ni,材料具有B2结构,基体相由Fe、Al、Ni组成的固溶体,基体相晶粒尺寸在15nm左右,杂质相是由O、S、Al组成。合金元素Ni对块体纳米晶Fe₃Al材料的晶粒尺寸变化没有影响。硬度随着合金元素Ni的增大而增大。4.添加合金元素Cu,材料具有B2结构,基体相由Fe、Al、Cu组成的固溶体,基体相晶粒尺寸在20nm左右,杂质相是由O、S、Al组成。块体纳米晶Fe3Al材料的晶粒尺寸随着Cu含量得增多先增大后减小,含Cu5%的材料晶粒尺寸最小,含Cu10%的材料的晶粒尺寸最大,硬度先增大后降低。5.添加合金元素Mo,材料具有B2结构,基体相由Fe、Al、Mo组成的固溶体,基体相晶粒尺寸在20nm左右,杂质相是由O、S、Al组成。块体纳米晶Fe₃Al材料的晶粒尺寸随着Mo含量得增多先增大后减小,含Mo15%的材料的晶粒尺寸最小,含Mo10%的材料品粒尺寸最大。材料的硬度先减小后增大。