[發明專利]一種含鋁氧化物彌散強化鐵素體鋼及其制備方法

無效

• 申請號: 201210110076.0
• 申請日: 2012-04-16
• 公開（公告）號: CN103374684A
• 公開（公告）日: 2013-10-30
• 發明（設計）人: 夏艷萍;孫欽星;王先平;方前鋒
• 申請（專利權）人: 中國科學院合肥物質科學研究院
• 主分類號: C22C38/28
• 分類號: C22C38/28;C22C33/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種含鋁氧化物彌散強化鐵素體鋼，按重量百分比，其組份的化學式為：Fe-(14～17)Cr-(3～6)Al-(2.5～3)W-(＜1)Ti-(0.1～0.5)Y₂O₃。

2.根據權利要求1所述的含鋁氧化物彌散強化鐵素體鋼，其特征在于其組份的化學式為Fe-16Cr-5Al-3W-0.2Ti-0.4Y₂O₃。

3.根據權利要求2所述的含鋁氧化物彌散強化鐵素體鋼，其特征在于所述含鋁氧化物彌散強化鐵素體鋼粉體顆粒尺寸為1-5μm，氧化物晶粒尺寸為10-30nm。

4.制備如權利要求1或2或3任一項所述的含鋁氧化物彌散強化鐵素體鋼的方法，包括下述步驟：

1)利用溶膠-凝膠法制備前驅體Fe-W-Ti-Y₂O₃

按設計的組份配比稱量好對應量的硝酸鐵、硝酸釔、仲鎢酸銨以及鈦酸四丁脂作為起始原料，將上述原料用蒸餾水加熱溶解，然后加入酒石酸和檸檬酸作為絡合劑并攪拌，控制反應溫度和攪拌時間，得到透明的溶膠，最后加入分子量為2000的聚乙二醇并加熱維持反應溫度、并攪拌至形成凝膠；

2)機械合金化制備合金粉體

將步驟1)制備的凝膠干燥焙燒除去有機物后得到氧化物粉體，在氫氣氣氛中還原得到高彌散分布的納米級前驅體合金粉體Fe-(2.5～3)W-(＜1)Ti-(0.1～0.5)Y₂O₃；再將鉻粉、鋁粉與還原后的前驅體合金粉體按設計的組份配比稱量、混合并在氬氣保護下進行機械球磨，得到Fe-(14～17)Cr-(3～6)Al-(2.5～3)W-(＜1)Ti-(0.1～0.5)Y₂O₃粉體；

3)放電等離子燒結致密化

將步驟2)機械球磨好的合金粉體在高純氬氣條件下利用放電等離子燒結技術對粉體進行燒結致密化。

5.根據權利要求4所述的含鋁氧化物彌散強化鐵素體鋼的方法，其特征在于所述步驟1)中可在所述起始原料溶解前加入所述絡合劑，所述絡合劑加入量與所述起始原料中金屬陽離子的摩爾比為2∶1。

6.根據權利要求4所述的含鋁氧化物彌散強化鐵素體鋼的方法，其特征在于所述步驟1)中所述反應溫度為60-80℃，攪拌時間至少4h。

7.根據權利要求4所述的含鋁氧化物彌散強化鐵素體鋼的方法，其特征在于所述步驟2)中凝膠干燥溫度為100-120℃，干燥時間不低于12h；焙燒溫度為300-550℃，焙燒時間不低于4h。

8.根據權利要求4所述的含鋁氧化物彌散強化鐵素體鋼的方法，其特征在于所述步驟2)中氫氣氣氛中還原溫度為700-800℃，還原時間不低于2h。

9.根據權利要求4所述的含鋁氧化物彌散強化鐵素體鋼的方法，其特征在于所述步驟2)中所述鉻粉至少為微米鉻粉，所述鋁粉為納米鋁粉。

10.根據權利要求4所述的含鋁氧化物彌散強化鐵素體鋼的方法，其特征在于所述步驟2)中機械球磨采用不銹鋼作為研磨球，球粉比為15∶1，球磨時間不低于20h。

11.根據權利要求4所述的含鋁氧化物彌散強化鐵素體鋼的方法，其特征在于所述步驟3)中放電等離子燒結致密化是用Φ20石墨磨具進行燒結，先100℃/min升溫至750℃，然后50℃/min升溫至900℃，然后100℃/min升溫至1100℃，保溫5min，最后100℃/min降至室溫，在燒結過程中，所加壓力為14KN。