一种纳米析出强化型高强高塑性多元合金及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111850375A(43)申请公布日2020.10.30(21)申请号202010786199.0(22)申请日2020.08.07(71)申请人沈阳航空航天大学地址110136辽宁省沈阳市道义经济开发区道义南大街37号(72)发明人农智升李婉祯邓希光李红梅唐岩王继杰(74)专利代理机构沈阳东大知识产权代理有限公司21109代理人李珉(51)Int.Cl.C22C30/02(2006.01)C22C1/02(2006.01)C22F1/00(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图4页(54)发明名称一种纳米析出强化型高强高塑性多元合金及其制备方法(57)摘要一种纳米析出强化型高强高塑性多元合金，属于金属材料技术领域，该多元合金的组成按摩尔比为，Al：Cr：Cu：Fe：Ni＝(17～26)：(9～16)：(6～12)：(26～36)：(20～32)；在原晶粒内部含有面心立方结构的纳米析出相，抗压强度为1650～1850MPa，压缩屈服强度为1400～1550MPa，塑性变形率11.0～12.5％。其制备方法：1)：将纯金属单质Al、Cr、Cu、Fe、Ni表面进行打磨去除氧化皮，按照相应摩尔比称取，备用；2)在氩气的保护下，将称取的纯金属单质进行合金化真空电弧熔炼；3)进行退火处理，后随炉降至室温。本发明制备的纳米析出强化型高强高塑性多元合金可以直接应用在承受压力载荷作用的结构件，且制备工艺简单，操作方便，利于推广。CN111850375ACN111850375A权利要求书1/1页1.一种纳米析出强化型高强高塑性多元合金，其特征在于，该多元合金的组成按摩尔比为，Al：Cr：Cu：Fe：Ni＝(17～26)：(9～16)：(6～12)：(26～36)：(20～32)；在铸态下是晶粒粗大的单相结构，抗压强度为850～950MPa，无明显屈服和塑性；所述多元合金在原晶粒内部含有面心立方结构的纳米析出相，抗压强度为1650～1850MPa，压缩屈服强度为1400～1550MPa，塑性变形率11.0～12.5％。2.根据权利要求1所述的多元合金，其特征在于，所述多元合金的组成按摩尔比为，Al：Cr：Cu：Fe：Ni＝(19～25)：(9～13)：(8～10)：(29～34)：(25～31)。3.根据权利要求2所述的多元合金，其特征在于，所述多元合金的组成按摩尔比为，Al：Cr：Cu：Fe：Ni＝20：10：10：30：30。4.根据权利要求3所述的多元合金，其特征在于，所述多元合金在铸态下的压缩屈服强度为900MPa，无明显屈服和塑性；所述多元合金的抗压强度为1700MPa，压缩屈服强度为1450MPa，塑性变形率11.2％。5.权利要求1-4任一项所述的纳米析出强化型高强高塑性多元合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：将纯金属单质Al、Cr、Cu、Fe、Ni表面进行打磨去除氧化皮，按照相应摩尔比称取，备用；步骤2：在氩气的保护下，将称取的纯金属单质进行合金化真空电弧熔炼；其中，熔炼电流保持在340～360A，熔炼过程中加电磁搅拌，反复熔炼6～8次；步骤3：熔炼完成后进行退火处理，退火温度为1000～1300℃，保温时间为4～8h；后随炉降至室温，得到本发明多元合金。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，纯金属单质进行合金化真空电弧熔炼时，纯金属单质原料按照熔点温度从低到高，依次放入水冷铜坩埚，熔点低金属在下，熔点高的在上。2CN111850375A说明书1/6页一种纳米析出强化型高强高塑性多元合金及其制备方法技术领域[0001]本发明属于金属材料技术领域，具体涉及一种纳米析出强化型高强高塑性多元合金及其制备方法。背景技术[0002]多元合金的设计理念来源于高熵合金，合金设计采用五种或五种以上元素进行混合，但合金元素的成分偏离传统高熵合金的等摩尔配比方式。这样的合金设计方式使得合金既能突出某种高含量元素的特性，也能保留高熵合金的高强度硬度、耐磨耐蚀等综合性能。近些年的研究结果表明，针对这种由多种元素组成的合金所存在的主要棘手问题在于如何在室温的环境下提高合金的强度并且保持合金拥有较好的塑性，即多元合金的强韧化处理。细晶强化是目前用于多元合金的常用强韧化方法，该方法通过在合金熔炼的过程中提高凝固速度，或是对铸态合金进行变形处理，但这两种方法也存在各自的缺点：凝固速度过快，合金内应力过大，铸锭易于开裂；对合金进行变形处理要求铸态合金拥有一定塑性，塑性较差的合金则无法实现。因此多元合金的设计开发以及应用，需要解决合金的强韧化处理问题。发明内容[0003]针对现有技术的不足，本发明提供了一种在铸态合金晶粒内析出纳米强化相，进而大幅