一种超低膨胀因瓦合金材料及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115717213A(43)申请公布日2023.02.28(21)申请号202211365733.6C22F1/02(2006.01)(22)申请日2022.10.31C22F1/10(2006.01)C21D1/26(2006.01)(71)申请人北京科技大学C21D1/74(2006.01)地址100083北京市海淀区学院路30号C22C1/02(2006.01)(72)发明人陈骏艾民君宋玉柱周畅C22C19/07(2006.01)施耐克C22C33/04(2006.01)(74)专利代理机构北京中创博腾知识产权代理事务所(普通合伙)11636专利代理师高伟(51)Int.Cl.C22C38/02(2006.01)C22C38/08(2006.01)C22C38/10(2006.01)C22C38/12(2006.01)C22C38/14(2006.01)权利要求书1页说明书10页附图4页(54)发明名称一种超低膨胀因瓦合金材料及其制备方法(57)摘要本发明提供一种超低膨胀因瓦合金材料及其制备方法，属于超低膨胀合金材料技术领域，所述超低热膨胀因瓦合金材料以Fe‑Ni、Fe‑Ni‑Co或Fe‑Co‑Cr基因瓦合金中的一种为基体，以一种负热膨胀相作为析出相。通过析出负热膨胀相，对因瓦合金基体进行改性。一方面提高其强度，改善其断屑能力，提高切削加工性能，同时保留优异的塑韧性，提高其塑性加工性能；另一方面，析出一定比例的负热膨胀相作为析出相，可以降低因瓦合金的膨胀系数，使其满足在较宽温区保持稳定零热膨胀性能。CN115717213ACN115717213A权利要求书1/1页1.一种超低热膨胀因瓦合金材料，其特征在于，所述超低热膨胀因瓦合金材料以Fe‑Ni、Fe‑Ni‑Co或Fe‑Co‑Cr基因瓦合金中的一种为基体，一种负热膨胀相作为析出相。2.根据权利要求1所述的超低热膨胀因瓦合金材料，其特征在于，超低热膨胀因瓦合金材料中所添加的负热膨胀相摩尔数不超过所述超低热膨胀因瓦合金材料总摩尔数的10％。3.根据权利要求2所述的超低热膨胀因瓦合金材料，其特征在于，所述超低热膨胀因瓦合金材料中的析出相的摩尔数与所添加的负热膨胀相摩尔数之比大于50％。4.根据权利要求1‑2任一所述的超低热膨胀因瓦合金材料，其特征在于，所述负热膨胀相为金属间化合物。5.根据权利要求3所述的超低热膨胀因瓦合金材料，其特征在于，所述金属间化合物为(Zr,Nb)Fe2、(Hf,Nb)Fe2、(Hf,Ta)Fe2、(Sc,Ti)Fe2、La(Fe,Si)13、La(Fe,Al)13、Mn3Ge、MnCoGe、Fe‑Mn‑Ga、Ni‑Mn‑Ga、RCo2、R2Fe17或R2Fe14B中的一种，其中R为稀土元素。6.一种如权利要求1‑5任一所述的超低热膨胀因瓦合金材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S101按照相应质量分数分别称取超低热膨胀因瓦合金材料中的因瓦合金元素及上述负热膨胀相所需元素原料，加热熔化形成熔液；S102充分搅拌所述熔液使其均匀；S103将搅拌后的熔液制备成坯料并冷却；S104将所述坯料在惰性气体保护气氛下均匀化退火，即得所述超低热膨胀因瓦合金材料。7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S101中，所述因瓦合金元素及负膨胀相所需元素等金属原料的纯度都应不低于99％；采用真空电弧炉或真空感应炉熔炼设备加热熔化形成熔液，其抽真空度绝对压力应不高于2×10‑3Pa。8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述熔炼过程，全程提供低压惰性气体保护氛围，惰性气体为高纯氩气，压力范围为4×102Pa～6×102Pa。9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，采用电磁力充分搅拌所述熔液，搅拌时间不少于1min。10.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S104中，所述均匀化退火温度为Tc‑100～Tc+100，Tc为负热膨胀相的热力学析出温度，退火时间不少于1天，退火需要在氩气保护气氛中完成，在抽真空且绝对压力不高于2×10‑3Pa之后充入高纯氩气，压力范围为2×104Pa～4×104Pa。2CN115717213A说明书1/10页一种超低膨胀因瓦合金材料及其制备方法技术领域[0001]本发明属于超低膨胀合金材料技术领域，特别涉及一种超低膨胀因瓦合金材料及其制备方法。背景技术[0002]自然界中大多数材料都具有正热膨胀，即热胀冷缩的特性，然而在一些特殊的场合，传统的正热膨胀材料由于其热胀冷缩的性质，往往在工作或服役过程中产生不良影响。诸如航空发动机、航天器外壳以及一些大型机械设备，在工作过程中需要承受极高的温度变化，或产生巨大的温度梯度分布，此时由于热膨胀或热膨胀