大尺寸块体微米晶/纳米晶双相Fe-Al-Cr材料及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102345069A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102345069A(43)申请公布日2012.02.08(21)申请号201110165361.8C21D6/00(2006.01)(22)申请日2011.06.16(71)申请人兰州理工大学地址730050甘肃省兰州市兰工坪287号(72)发明人喇培清刘雪梅王鸿鼎魏玉鹏卢学峰郭鑫(74)专利代理机构兰州振华专利代理有限责任公司62102代理人董斌(51)Int.Cl.C22C38/18(2006.01)C22C33/00(2006.01)C22B5/02(2006.01)权利要求书1页说明书3页(54)发明名称大尺寸块体微米晶/纳米晶双相Fe-Al-Cr材料及其制备方法(57)摘要大尺寸块体微米晶/纳米晶双相Fe-Al-Cr材料及其制备方法，其材料的成分为Fe70-80％、Al10-15％、Cr5-20％；其方法的步骤为：首先按比例称取反应物料；其次将称取的粉末干磨8～16小时，然后将混合好的反应物料装入模具中在30～60MPa的压力下压制成坯体；将压好的1～2公斤坯体装入反应器中并放入引燃剂；然后在室温下用氩气吹扫反应容器以排出容器中的空气后加热，等到温度升至200℃保温半小时后再次排气，充入3～6MPa的氩气继续加热。当温度达到260-320℃时，引燃剂反应放出大量的热，从而引发反应物料间的反应，反应熔体原位沉积在高导热大尺寸铜模中，反应可在几十秒内完成；最后将制备的铸态Fe-Al-Cr材料放入箱式电阻炉中进行800～1000℃等温处理8-24小时后，得到该材料。CN10234569ACCNN110234506902345089A权利要求书1/1页1.大尺寸块体微米晶/纳米晶双相Fe-Al-Cr材料，其特征在于材料的成分为Fe70-80％、Al10-15％、Cr5-20％；材料的直径可以达到150～200mm，厚度达到8～12mm；材料中纳米晶相的晶粒尺寸在5～80nm之间，其中小于30nm的纳米晶占70～75％以上；微米晶相以条状形式分布，长度为0.5～10μm；维氏硬度值为2.5～3.0GPa；屈服强度为680～810Mpa。2.大尺寸块体微米晶/纳米晶双相Fe-Al-Cr材料的制备方法，其步骤为：(1)按照三氧化二铁、铝、铬的质量比为24～7∶11～3.5∶0.8～1.2的比例称取反应物料；(2)将称取的粉末干磨8～16小时，然后将混合好的反应物料装入模具中在30～60MPa的压力下压制成坯体；将压好的1～2公斤坯体装入反应器中并放入引燃剂，引燃剂占反应物料质量百分比的0.1-0.2％；(3)在室温下用氩气吹扫反应容器以排出容器中的空气后加热，等到温度升至200℃保温半小时后再次排气，然后充入3～6MPa的氩气继续加热。当温度达到260-320℃时，引燃剂反应放出大量的热，从而引发反应物料间的反应，反应熔体原位沉积在高导热大尺寸铜模中，反应在几十秒内完成，反应产物在氩气保护下随炉冷却至室温后取出材料，将表面覆盖的副产物Al2O3剥离去除；(4)将制备的铸态Fe-Al-Cr材料放入箱式电阻炉中进行800～1000℃等温处理8-24小时后，制备得到大尺寸块体微米晶/纳米晶双相Fe-Al-Cr材料。3.根据权利要求2所述的大尺寸块体微米晶/纳米晶双相Fe-Al-Cr材料的制备方法，其特征在于引燃剂中硫、铝、二氧化锰、硝酸钾的质量比为1.25∶1～3∶1∶2。2CCNN110234506902345089A说明书1/3页大尺寸块体微米晶/纳米晶双相Fe-Al-Cr材料及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及Fe-Al-Cr材料制备方法。背景技术[0002]金属间化合物的室温脆性阻碍了其广泛的应用，而纳米化和合金化是解决室温脆性的有效途径。目前块体纳米晶材料的制备方法主要有由小到大法和由大到小法两种，即由纳米粉体经压实烧结得到块体材料的高能耗、高成本的方法，或者由块体材料经过非晶晶化或者大塑性变形等得到纳米晶材料的方法，但这些方法只适用于几种材料并且无法进行放大化生产。发明内容[0003]本发明的目的是提供一种大尺寸块体微米晶/纳米晶双相Fe-Al-Cr材料及其制备方法。[0004]本发明是大尺寸块体微米晶/纳米晶双相Fe-Al-Cr材料及其制备方法，其材料的成分为Fe70-80％、Al10-15％、Cr5-20％；材料的直径可以达到150～200mm，厚度达到8～12mm；材料中纳米晶相的晶粒尺寸在5～80nm之间，其中小于30nm的纳米晶占70～75％以上；微米晶相以条状形式分布，长度为0.5～10μm；维氏硬度值为2.5～3.0GPa；屈服强度为680～810Mpa。[0005]其制备方法的步骤为：[0006]