一种全固态下硬质纳米颗粒自驱动进入钢铁基底中的方法技术

本发明专利技术提供了一种全固态下硬质纳米颗粒自驱动进入钢铁基底中的方法，涉及颗粒增强金属材料技术领域，所述方法是以具有碳基或表面包覆碳层的硬质纳米颗粒的分散悬浮液作为抛光剂对钢铁基底表面进行磨抛，然后在真空条件下或惰性气体保护下加热至钢铁熔点以下温度，以使硬质纳米颗粒在无任何机械外力的作用下由钢铁基底表面自主运动并均匀分散至其内部。本发明专利技术的方法可使硬质纳米颗粒能在无任何机械外力辅助时，在远低于钢铁熔点的温度下由基底金属表面进入其内部，并且分散良好，是一种简单易行、成本低廉的纳米颗粒强化钢铁材料的制备方法。本发明专利技术的方法尤其适用于难以通过传统方法进行硬质颗粒增强的薄片/薄壁工件。统方法进行硬质颗粒增强的薄片/薄壁工件。统方法进行硬质颗粒增强的薄片/薄壁工件。

【技术实现步骤摘要】
一种全固态下硬质纳米颗粒自驱动进入钢铁基底中的方法


[0001]本专利技术涉及颗粒增强金属材料
，尤其是涉及一种全固态下硬质纳米颗粒自驱动进入钢铁基底中的方法。

技术介绍

[0002]第二相颗粒是钢材强韧化的重要方法，可以同时兼顾钢材的强度、韧性以及其他服役性能。随着近年来对钢材强度要求的提高，第二相颗粒强韧化在新型钢铁材料中发挥着重要作用。钢铁中的第二相颗粒可以阻碍位错运动、孪生等变形过程，实现材料的强化。其中，纳米尺度的硬质颗粒对钢铁综合力学性能的提升尤其显著。有些第二相颗粒，如碳氮化物颗粒、石墨颗粒等，容易在热处理过程中析出。有些更稳定、强化作用更加显著的颗粒，如金刚石颗粒、氧化物颗粒等，则很难在钢铁基底中原位生成，只能人为地从外界引入。以纳米金刚石颗粒为例，由于纳米金刚石具有超高的强度、良好的变形能力、极高的热导率和化学稳定性以及超低的摩擦系统与热膨胀系数等特性，是一种理想的强化相。但是因为金刚石的形核势垒极高，固溶在铁晶格中的碳原子更倾向于形成碳化物或石墨。
[0003]目前用于将纳米金刚石、纳米氧化物等硬质颗粒引入钢铁本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种全固态下硬质纳米颗粒自驱动进入钢铁基底中的方法，其特征在于，所述方法是以具有碳基或表面包覆碳层的硬质纳米颗粒的分散悬浮液作为抛光剂对钢铁基底表面进行磨抛，然后在真空条件下或惰性气体保护下加热至钢铁基底熔点以下温度，以使所述硬质纳米颗粒在无任何机械外力的作用下，由钢铁基底表面自主运动并均匀分散至其内部。2.根据权利要求1所述的全固态下硬质纳米颗粒自驱动进入钢铁基底中的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：(1)将具有碳基或表面包覆碳层的硬质纳米颗粒加入分散剂和溶剂中配置成具有一定浓度的分散悬浮液；(2)对钢铁基底表面进行清洁和初步抛光处理；(3)将具有一定浓度的分散悬浮液作为抛光剂对已清洁和初步抛光的钢铁基底表面进行磨抛；(4)将经过磨抛的钢铁基底样品放入炉内，并在真空条件下或在惰性气体保护下加热至800℃～1000℃，加热时间为0.5h～2h。3.根据权利要求1所述的全固态下硬质纳米颗粒自驱动进入钢铁基底中的方法，其特征在于，所述硬质纳米颗粒包括金刚石、SiC、WC、Si3N4、TiN、Y2O3、Al2O3或SiO2，所述硬质纳米颗粒的粒径为50nm～500nm。4.根据权利要求3所述的全固态下硬...

【专利技术属性】
技术研发人员：王悦存，左铃玲，梁倍铭，徐伟，郑少川，单智伟，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：