一种金属间化合物相包覆纳米氧化物相增强铁基合金及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种金属间化合物相包覆纳米稀土氧化物相增强铁基合金及其制备方法，通过两步机械合金化法可在铁基合金中形成高数密度

【技术实现步骤摘要】
一种金属间化合物相包覆纳米氧化物相增强铁基合金及其制备方法


[0001]本专利技术涉及合金材料
，具体涉及一种金属间化合物相包覆纳米氧化物相增强铁基合金及其制备方法
。

技术介绍

[0002]传统
ODS
铁基合金通过在铁素体基体中弥散析出高数密度的纳米氧化物，有效阻碍位错和晶界运动，获得优良的高温屈服
、
抗蠕变
、
抗氧化性能，且抗辐照性能突出，在核电
、
耐热工模具等领域均具有重要的应用前景
。
但是，弥散析出高数密度的纳米氧化物在长期高温工况中仍然会粗化，影响了强化相的增强效果，导致铁基合金的长期高温力学服役性能不如预期
。
部分学者提出引入其他类型的强化相如金属间化合物，希望能获得叠加强化的效果，从而进一步增强铁基合金，但叠加增强效果并不显著，尤其是长期高温条件下纳米氧化物的粗化并未得到有效抑制
。
[0003]如北京科技大学公开的专利
CN103233182A
中提出制备方法为，将基体元素粉末本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种金属间化合物相包覆纳米稀土氧化物相增强铁基合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤
S1
，预合金粉末制备：采用真空熔炼和气雾化方法制备铁基合金预合金粉末；步骤
S2
，第一步机械合金化：将金属间化合物的原料粉末按化学计量比进行高能球磨，制备金属间化合物机械合金化粉末；步骤
S3
，球磨混料：准备含稀土元素粉末，将所述步骤
S1
中所述铁基合金预合金粉末
、
所述步骤
S2
中所述金属间化合物机械合金化粉末和所述含稀土元素粉末装入高速摆振球磨机，在惰性气体保护下充分混合，得到混合粉末；步骤
S4
，第二步机械合金化：将步骤
S3
所述混合粉末在惰性气体保护下进行机械合金化球磨，得到过饱和固溶机械合金化粉末；步骤
S5
，热致密化处理：将步骤
S4
中所述过饱和固溶机械合金化粉末装入包套抽真空，采用热挤压
/
热等静压
/
放电等离子体烧结方式进行热致密化处理，得到铁合金块体，在所述热致密化过程中，铁基合金基体晶内及晶界开始析出大量的
、
弥散分布的纳米稀土氧化物相；步骤
S6
，固溶
+
时效热处理：将所述铁合金块体进行固溶
+
时效热处理，所述纳米稀土氧化物相进一步析出，所述纳米稀土氧化物相的粒度为2～
30nm
，数密度为
10
22
～
10
24
个
/m3；同时，金属间化合物相以纳米稀土氧化物相相界面为异质形核点，择优析出，将几乎全部的所述纳米稀土氧化物相逐渐包覆，形成以三元或三元以上纳米稀土氧化物相为核
、
以金属间化合物相为壳的核壳结构纳米颗粒，除此之外，还单独析出了少量单相的金属间化合物相纳米颗粒；由此，获得一种金属间化合物相包覆纳米稀土氧化物相增强的耐热铁基合金，由于几乎全部的所述纳米稀土氧化物相均被包覆，因此所述核壳结构纳米颗粒的总析出数密度也为
10
22
～
10
24
个
/m3，所述核壳结构纳米颗粒在铁基体中能够保持高度共格和高热稳定性
。2.
根据权利要求1所述的一种金属间化合物相包覆纳米稀土氧化物相增强铁基合金的制备方法，其特征在于，所述铁基合金为一种含
Cr
的全铁素体合金或者为含
Cr
的铁素体
/
马氏体合金
。3.
根据权利要求1所述的一种金属间化合物相包覆纳米稀土氧化物相增强铁基合金的制备方法，其特征在于，所述金属间化合物相仅包括步骤
S2
中的所述金属间化合物，或者所述金属间化合物相不仅包括步骤
S2
中的所述金属间化合物还包...

【专利技术属性】
技术研发人员：江勇，丁文全，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：