一种高强韧多级异构FeCrNiAl基合金材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种高强韧多级异构FeCrNiAl基合金材料及其制备方法；本发明专利技术合金材料按原子百分比计，成分包括Fe：40～60％，Cr：15～35％，Ni：10～30％，Al：5～15％，其他元素含量≤5％。本发明专利技术通过组织调控和工艺优化同时引入多种强化机制，使其屈服强度相较铸态的粗晶合金提高2.5倍以上，同时兼具良好的拉伸塑性。本发明专利技术的制备方法为铸造和形变热处理法，获得由“多尺度FCC基体相+多尺度B2和σ增强相”共同构成的多级异构合金材料。本发明专利技术的多相多尺度的异质微结构有效地提高了材料的强度且保持了良好的拉伸塑性，满足了先进结构材料高强高韧的迫切需求，且制备工艺简单高效，适应规模化生产的要求。模化生产的要求。模化生产的要求。

A high strength and toughness multistage heterogeneous fecrnial based alloy material and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种高强韧多级异构FeCrNiAl基合金材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于高性能合金材料
，具体为一种高强韧多级异构FeCrNiAl基合金材料及其制备方法。
技术背景
[0002]核燃料包壳作为核反应堆的第一道安全屏障，其性能直接关系到核反应堆运行的可靠性与安全性。锆合金是目前轻水反应堆核燃料元件唯一采用的包壳材料。然而2011年日本福岛核事故中，锆合金包壳与高温冷却水反应，产生大量的热量和氢气，导致堆芯熔化和氢气爆炸，暴露出锆合金的致命缺陷。因此，各国迫切需要开发耐事故容错型反应堆核燃料包壳材料，在严重事故工况下提供更大的安全裕度，以提高核反应堆运行的安全性和可靠性。
[0003]在目前众多的候选材料中，FeCrNiAl合金因其含有的Al、Cr等元素，具有优良的耐腐蚀性能和耐高温水蒸气氧化能力以及良好的抗辐照性能，同时其原材料和制备工艺具有良好的经济性和成熟度，是目前最有前景的耐事故包壳材料之一。另一方面，严苛的使用环境要求FeCrNiAl合金包壳管的壁厚须减少至0.4mm以内，这对FeCrNiAl合金包壳管的力学性能本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高强韧多级异构FeCrNiAl基合金材料，其特征在于，按原子百分比计，成分包括Fe：40～60％，Cr：15～35％，Ni：10～30％，Al：5～15％，其他元素含量≤5％。2.根据权利要求1所述的一种高强韧多级异构FeCrNiAl基合金材料，其特征在于，所述其他元素包括Mn、Ti、Co、C中的至少一种。3.根据权利要求1所述的一种高强韧多级异构FeCrNiAl基合金材料，其特征在于，所述高强韧多级异构FeCrNiAl基合金为多相结构，包括FCC基体相和B2增强相以及σ增强相；其中，B2增强相和σ增强相的体积分数总和为5～25％，且均匀地弥散分布在合金中。4.根据权利要求1所述的一种高强韧多级异构FeCrNiAl基合金材料，其特征在于，所述高强韧多级异构FeCrNiAl基合金材料，其基体相和增强相的晶粒大小呈现出“纳米晶+超细晶+细晶”的多尺度梯度分布。5.根据权利要求1所述的一种高强韧多级异构FeCrNiAl基合金材料，其特征在于，所述高强韧多级异构FeCrNiAl基合金的屈服强度σ
0.2
为850～1200MPa、抗拉强度σ
UTS
为1100～1500MPa，断后伸长率≥15％。6.权利要求1～5任一项所述的一种高强韧多级异构FeCrNiAl基合金材料的制备方法，其特征在于，采...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈维平，樊浩仑，蒋珍飞，付志强，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：