一种原位生成纤维增强高温合金复合材料的方法.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CN109112436A(43)申请公布日2019.01.01(21)申请号201811187666.7(22)申请日2018.10.10(71)申请人北京科技大学地址100083北京市海淀区学院路30号(72)发明人江河李昕王法董建新(74)专利代理机构北京金智普华知识产权代理有限公司11401代理人皋吉甫(51)Int.Cl.C22C47/00(2006.01)C22C49/02(2006.01)C22C49/14(2006.01)C22C101/10(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称一种原位生成纤维增强高温合金复合材料的方法(57)摘要本发明公开了一种原位生成纤维增强高温合金复合材料的制备方法，属于材料制备技术领域。该方法根据典型高温合金成分进行配料，并在配比中提高碳元素含量，使得碳含量提升，通过真空电弧炉熔炼的方式进行熔炼，形成了纤维状碳化物，从而得到原位生成的纤维增强高温合金复合材料。本发明使增强纤维直接从高温合金基体中生长而出，得到界面稳定的复合材料，从而解决纤维增强高温合金复合材料的界面相容性问题。CN109112436ACN109112436A权利要求书1/1页1.一种原位生成纤维增强高温合金复合材料的制备方法，其特征在于，根据典型高温合金成分进行配料，并在配比中提高碳元素含量，使得碳含量提升，通过真空电弧炉熔炼的方式进行熔炼，形成了纤维状碳化物，从而得到原位生成的纤维增强高温合金复合材料。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括：步骤1，将合金材料原料成分按照比例放入真空电弧炉坩埚中；步骤2，在惰性气体氛围下通过真空电弧熔炼将原料成分熔炼至液态，并使用电磁搅拌装置对熔体进行搅拌；步骤3，待熔体凝固冷却后，重复熔炼至一定次数，浇注于金属模中，得到原位纤维增强镍基复合材料。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(1)中的所述合金材料原料成分及其比例为：铬元素，占总体原子数的25～40at.％；碳元素，占总体原子数的15～30at.％；钛元素占总体原子数的5at.％，镍元素含量为余量。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述镍、铬、碳、钛的纯度不低于98％。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述的惰性气体压强为0.01～0.05MPa。6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述的真空电弧熔炼为真空非自耗电弧熔炼。7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(2)每次重复熔炼期间电磁搅拌电流值为0.5～2.5A，搅拌时间为5～15min。8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(3)中所述的熔炼次数不少于6次。9.一种按照根据权利要求1至8中任一项所述的方法制备得到的原位纤维增强镍基复合材料，其特征在于，所述原位纤维增强镍基复合材料的成分及其比例为：铬元素，占总体原子数的25～40at.％；碳元素，占总体原子数的15～30at.％；钛元素占总体原子数的5at.％，镍元素含量为余量。2CN109112436A说明书1/3页一种原位生成纤维增强高温合金复合材料的方法技术领域[0001]本发明属于材料制备技术领域，具体涉及一种原位生成纤维增强高温合金复合材料的方法。背景技术[0002]纤维增强高温合金复合材料材料需要解决的最大问题是界面相容性问题。现阶段为解决界面反应问题，一般采用界面涂层的手段进行阻隔，从而防止反应的发生。但是纤维增强高温合金复合材料的研制过程中，尚未得到阻隔效果良好、性能稳定的涂层材料；并且采用涂层阻隔的方式存在危险性，一旦涂层破损反应便会源源不断发生，风险性极高。发明内容[0003]为了解决以上问题，本发明提供一种原位生成纤维增强高温合金复合材料的制备方法，采用熔炼的方式，从而得到原位生成的增强纤维。使增强纤维直接从高温合金基体中生长而出，得到界面稳定的复合材料，从而解决纤维增强高温合金复合材料的界面相容性问题。[0004]根据本发明的第一方面，提供一种原位生成纤维增强高温合金复合材料的制备方法，根据典型高温合金成分进行配料，并在配比中提高碳元素含量，使得碳含量提升，通过真空电弧炉熔炼的方式进行熔炼，形成了纤维状碳化物，从而得到原位生成的纤维增强高温合金复合材料。[0005]进一步的，所述方法包括：[0006]步骤1，将合金材料原料成分按照比例放入真空电弧炉坩埚中；[0007]步骤2，在惰性气体氛围下通过真空电弧熔炼将原料成分熔炼至液态，并使用电磁搅拌装置对熔体进行搅拌；[0008]步骤3，待熔体凝固冷却后，重复熔炼至一定次数，浇注于金属模中，得到原位纤维增强镍基复合材料。[0009]进一步的，步骤(1)中的所述合金材料原料成