一种弥散强化高强高温高熵合金及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114892063A(43)申请公布日2022.08.12(21)申请号202210822858.0C22F1/10(2006.01)(22)申请日2022.07.14(71)申请人有研工程技术研究院有限公司地址101407北京市怀柔区雁栖经济开发区兴科东大街11号(72)发明人姜威朱宝宏邱昊辰吴帅帅郭胜利(74)专利代理机构中国有色金属工业专利中心11028专利代理师甄薇薇(51)Int.Cl.C22C30/00(2006.01)C22C19/05(2006.01)C22C1/02(2006.01)C22F1/00(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图6页(54)发明名称一种弥散强化高强高温高熵合金及其制备方法(57)摘要本发明涉及金属结构材料领域，具体涉及一种弥散强化高强高温高熵合金及其制备方法。本发明的合金成分为：Fe10at%~15at%、Co15at%~25at%、Cr5at%~10at%、Al8at%~13at%、Ti5at%~10at%、C0.02at%~0.05at%、B0.02at%~0.05at%、Ni余量，制备方法包括磁悬浮感应炉真空熔炼、固溶处理、时效处理等步骤。本发明的高强高温高熵合金由FCC（体心立方）相（γ）基体、Ni3Al纳米沉淀相（γ`）及碳化物组成，950℃具有325MPa抗拉强度和17%塑性变形量的优异综合高温力学性能；通过加入B、C元素，细化了晶粒，并且在晶界处形成碳化物提高了合金强度；通过固溶时效处理，合金中生成弥散分布的Ni3Al纳米沉淀相（γ`），能够大幅提高合金的高温力学性能。CN114892063ACN114892063A权利要求书1/1页1.一种弥散强化高强高温高熵合金，其特征在于，包括以下成分：Fe10at%~15at%、Co15at%~25at%、Cr5at%~10at%、Al8at%~13at%、Ti5at%~10at%、C0.02at%~0.05at%、B0.02at%~0.05at%、余量为Ni和不可避免的杂质，上述均为原子百分比。2.根据权利要求1所述的一种弥散强化高强高温高熵合金，其特征在于，包括以下成分：Fe11at%~14at%、Co18at%~22at%、Cr6at%~8at%、Al9at%~12at%、Ti5at%~8at%、C0.03at%~0.04at%、B0.03at%~0.04at%、余量为Ni和不可避免的杂质，上述均为原子百分比。3.根据权利要求1所述的一种弥散强化高强高温高熵合金，其特征在于，所述高强高温高熵合金在铸态下的微观结构由面心立方相γ基体、Ni3Al纳米沉淀相γ’以及碳化物组成。4.根据权利要求1所述的一种弥散强化高强高温高熵合金，其特征在于，所述高强高温高熵合金通过磁悬浮感应熔炼技术制备。5.根据权利要求1所述的一种弥散强化高强高温高熵合金，其特征在于，所述高强高温高熵合金后续通过固溶、时效处理产生纳米沉淀相。6.一种弥散强化高强高温高熵合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：按照以下成分和原子比配制合金所需原料：Fe10at%~15at%、Co15at%~25at%、Cr5at%~10at%、Al8at%~13at%、Ti5at%~10at%、C0.02at%~0.05at%、B0.02at%~0.05at%、余量为Ni和不可避免的杂质；‑3‑3步骤二：将原料置于磁悬浮感应炉，然后抽真空到真空度3×10Pa~5×10Pa后，充入‑3‑2保护气体使炉内气压保持5×10MPa~1×10MPa；步骤三：对磁悬浮感应炉中的原料进行熔炼，起弧电流为150A~250A，熔炼电流为300A~450A，待原料完全熔融成液态后，保持熔炼2min~5min，经冷却得到合金铸锭；步骤四：将步骤三所得的合金铸锭翻转，重复步骤三；步骤五：重复步骤四不少于1次，得到高温高熵合金；步骤六：将步骤五得到的合金进行固溶处理：保温温度1100℃~1200℃，保温时间2h~5h，随后置于水中冷却；步骤七：将步骤六处理完的合金进行时效处理：保温温度800℃~1000℃，保温时间100h~500h，随炉冷却，得到所述高强高温高熵合金。7.根据权利要求6所述的一种弥散强化高强高温高熵合金的制备方法，其特征在于，所述步骤一在配制合金所需原料前，还需要打磨去除各原料表面的氧化层，并将打磨后的原料放入工业级乙醇中超声清洗20min~25min。8.根据权利要求6所述的一种弥散强化高强高温高熵合金的制备方法，其特征在于，所述步骤二中的保护气体为高纯氩气。9.根据权利要求6所述的一种弥散强化高强高温高熵合金的制备方法，其特征在于，所述步骤三中的起弧电流为200A。10.根据权利要求6所述的一种弥散强化