高强度、高延展性以及高耐腐蚀性铁锰铝碳合金的成份设计及其处理方法技术

技术编号：8559843 阅读：263 留言：0更新日期：2013-04-10 23:54

本发明专利技术公开一种同时兼具有高强度、高延性与高耐腐蚀铁锰铝碳合金的组成成份设计及其处理方法。本发明专利技术合金包含23～34wt.%锰、6～12wt.%铝、1.4～2.2wt.%碳及其余比例为铁。本发明专利技术合金经固溶处理淬火过程中，藉由旋节线分解相变态在奥氏体基地内形成十分致密纳米尺寸的(Fe,Mn)3AlCx碳化物(κ′-碳化物)，与现有技术公开铁锰铝碳合金(C≦1.3wt.%)系统相较，可在较低温与较短时间做时效处理，且在约相同延性时，本发明专利技术合金所得的屈服强度可高约30%以上。另外，将在淬火状态下的本发明专利技术合金于450～550℃进行氮化处理(兼具有时效效果)后，氮化层主要为AlN和少量Fe4N。氮化后表面硬度和在3.5%NaCl溶液中耐蚀性均远优于经最佳氮化处理后的工业用各类型高强度合金钢和不锈钢。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术为一种铁-锰-铝-碳(Fe-Mn-Al-C)合金的成份设计及其处理方法，特别是指依照本专利技术所设计及制成的铁锰铝碳合金，同时能兼具有高强度、高延展性以及高耐腐蚀性等材料特性。
技术介绍
奥氏体型铁-锰-铝-碳(Fe-Mn-Al-C)四元合金，因具高强度以及高延展性的特性，深具应用潜力而引发广泛的研究。在此铁-猛-招-碳合金系统中，锰和碳是稳定面心立方(Face-Centered Cubic, FCC)奥氏体相(austenite 或 Y -phase)的元素，而招则是稳定体心立方(Body-Centered Cubic, BCC)铁氧体相(ferrite或a -phase)的元素。因此，将锰、铝和碳元素含量适当调配可使铁-锰-铝-碳的合金在室温具有完全奥氏体相结构。由先前的技艺知，成份在 Fe-(26-34) wt. %Mn-(6-11) wt. %Α1_(0· 54-1. 3)wt. %C 范围的合金，在经980_1200°C固溶化热处理(solution heat-treatment, SHT)后淬火至室温水或冰水中,其显微结构为单一的奥氏体相,无任何的沉淀物(precipitate)。依合金成份含量不同，此铁猛招碳四元合金在SHT后淬火的状态(as-quenched condition)下,其最高拉伸强度(ultimate tensile strength, UTS)介于 814 993MPa 之间，而屈服强度(yield strength, YS)介于 423 552MPa，而伸长率(elongation, El)则介于 72-5...

【技术保护点】
一种铁锰铝碳合金，其特征是包含有23～34wt.%锰(Mn)、6～12wt.%铝(Al)、1.4～2.2wt.%碳(C)及其余比例为铁(Fe)的合金材料。

【技术特征摘要】
2011.09.29 TW 1001354341.一种铁锰铝碳合金，其特征是包含有23 34wt. %锰(Mn)、6 12wt. %铝(Al)、1. 4 2. 2wt. %碳(C)及其余比例为铁(Fe)的合金材料。2.如权利要求1所述的铁锰铝碳合金，其特征是该合金经在980°C 1200° C进行固溶化处理后淬火，所得显微结构为完全奥氏体相，且在奥氏体相基地内有十分致密细微纳米尺寸的(Fe，MrO3AlCx碳化物(κ / -碳化物)；其中κ / -碳化物系该合金在固溶化处理的淬火过程中藉由旋节线分解(spinodal decomposition)相变化机制于奥氏体相基地内形成。3.一种铁锰铝碳合金，其特征是包含有25 32wt. %锰(Mn)、7. O 10. 5wt. %铝(Al)、1.6 2.1wt. %碳(C)及其余比例为铁(Fe)的合金材料。4.如权利要求3所述的铁锰铝碳合金，其特征是该合金经在980°C 1200° C进行固溶化处理后淬火，所得显微结构为完全奥氏体相，且在奥氏体相基地内有十分致密细微纳米尺寸的(Fe，Mn) 3A1CX碳化物(κ '-碳化物)；其中κ '-碳化物系该合金在固溶化处理的淬火过程中藉由旋节线分解(spinodal decomposition)相变化机制于奥氏体相基地内形成。5.一种具高强度以及高延展性的铁锰铝碳合金的处理方法，其特征是包含有 (1).将包含有 23 34wt.% 锰(Mn)、6 12wt.% 铝(Al)、1. 4 2. 2wt.% 碳(C)及其余比例为铁(Fe)的材料经一熔炼技术手段，以形成一合金材料；(2).该合金材料在980°C 1200°C进行固溶化处理后淬火，以得显微结构为完全奥氏体相，且在奥氏体相基地内有十分致密细微纳米尺寸的(Fe，Mn) 3A1CX碳化物(κ '-碳化物)；其中κ '-碳化物系该合金在固溶化处理后的淬火过程中藉由旋节线分解(spinodal decomposition)相变化机制于奥氏体相基地内形成；及(3).将该淬火后的合金，于450°C 550°C温度间进行时效(aging)处理。6.一种具高强度以及高延展性的铁锰铝碳合金的处理方法，其特征是包含有(I) ·将包含有 25 32wt. % 锰(Mn)、7· O 10. 5wt. % 铝(Al)、1. 6 2.1wt. % 碳(C)及其余比例为铁(Fe)的材料经一熔炼技术手段，以形成一合金材料；(2).该合金材料在980°C 1200°C进行固溶化处理后淬火，以得显微结构为完全奥氏体相，且在奥氏体相基地内有十分致密细微纳米尺寸的(Fe，MrO3AlCx碳化物(κ '-碳化物)；其中κ '-碳化物系该合金在固溶化处理后的淬火过程中藉由旋节线分解(spinodal decomposition)相变化机制于奥氏体相基地内形成；及(3).将该淬火后的合金，于450°C 550°C温度间进行时效(aging)处理。7.一种具高强度、高延展性以及高耐腐蚀性的铁锰铝碳合金的处理方法，其特征是包含有 (1).将包含有 23 34wt.% 锰(Mn)、6 12wt.% 铝(Al)、1. 4 2. 2wt.% 碳(C)及其余比例为铁(Fe)的材料经一熔炼技术手段，以形成一合金材料；(2).该合金材料在980°C 1200°C进行固溶化处理后淬火，以得显微结构为完全奥氏体相，且在奥氏体相基地内有十分致密细微纳米尺寸的(Fe，Mn) 3A1CX碳化物(κ '-碳化物)；其中κ '-碳化物系该合金在固溶化处理后的淬火过程中藉由旋节线分解(spinodal decomposition)相变化机制于奥氏体相基地内形成；及(3).将该淬火后的合金，置于离子氮化炉中，于450°C 550°C温度间进行离子氮化处理。8.如权利要求7所述的具高强度、高延展性以及高耐腐蚀性的铁锰铝碳合金的处理方法，其特征是其中该离子氮化处理所用的气体，为含2...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘增丰，
申请(专利权)人：财团法人交大思源基金会，
类型：发明
国别省市：

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