[發明專利]一種基于脈沖電流相變效應的高強韌金屬材料的制備方法

有效

• 申請號: 201610527965.5
• 申請日: 2016-07-05
• 公開（公告）號: CN106011419B
• 公開（公告）日: 2018-01-02
• 發明（設計）人: 楊超;林建安;屈盛官;王芬;李小強;張衛文;李元元
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C21D8/00
• 分類號: C21D8/00;C22F1/18;C22F1/10
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司44245
• 代理人: 羅嘯秋

1.一種基于脈沖電流相變效應的高強韌金屬材料的制備方法，其特征在于包括如下制備步驟：

(1)高溫形變處理：將金屬鑄錠于800℃-850℃下進行高溫形變，以獲得所需形狀和尺寸的、晶粒細化的坯料；

(2)高溫退火處理：對步驟(1)獲得的坯料進行高溫退火處理，以實現在消除殘余應力的同時，獲得晶粒分布均勻的等軸晶結構材料；

(3)脈沖電流相變處理：將步驟(2)退火制得的材料裝入模具內，通過放電等離子燒結系統對其進行基于脈沖電流效應的無壓相變處理，得到基于脈沖電流相變效應的高強韌金屬材料；所述脈沖電流效應的無壓相變處理的具體工藝參數如下：

脈沖電流設備：放電等離子燒結系統；

脈沖電流強度：1400A～1900A；

相變處理溫度T：高于金屬材料相轉變溫度40℃～100℃的溫度區間。

2.根據權利要求1所述的一種基于脈沖電流相變效應的高強韌金屬材料的制備方法，其特征在于：步驟(1)中所述的高溫形變包括熱軋、熱鍛、熱擠中的任何一種形變處理方法。

3.根據權利要求1所述的一種基于脈沖電流相變效應的高強韌金屬材料的制備方法，其特征在于：步驟(2)中所述高溫退火處理是指在680～750℃溫度下保溫處理1～2h后空冷至室溫。

4.根據權利要求1所述的一種基于脈沖電流相變效應的高強韌金屬材料的制備方法，其特征在于：所述相變處理次數為1～3次。

5.一種基于脈沖電流相變效應的高強韌金屬材料，其特征在于：通過權利要求1～4任一項所述的方法制備得到。

6.根據權利要求5所述的一種基于脈沖電流相變效應的高強韌金屬材料，其特征在于：所述高強韌金屬材料為純鈦或鈦合金、純鐵或鐵合金、純鈷或鈷合金；高強韌金屬材料的組織結構為網籃狀、層片狀、魏氏組織或等軸狀。

7.根據權利要求5所述的一種基于脈沖電流相變效應的高強韌金屬材料，其特征在于：所得高強韌金屬材料為純鈦，其組織為層片狀組織的hcpα-Ti、魏氏組織的hcpα-Ti或網籃組織的hcpα-Ti。

8.根據權利要求7所述的一種基于脈沖電流相變效應的高強韌金屬材料，其特征在于：所述層片狀組織的hcpα-Ti的層片寬度范圍為200μm～650μm；所述魏氏組織的hcpα-Ti的尺寸為200μm～300μm；所述網籃組織的hcpα-Ti的尺寸為50μm～150μm。

9.根據權利要求5所述的一種基于脈沖電流相變效應的高強韌金屬材料，其特征在于：所得高強韌金屬材料為純鐵，其組織為層片狀的bccα-Fe。

10.根據權利要求9所述的一種基于脈沖電流相變效應的高強韌金屬材料，其特征在于：所述層片狀的bccα-Fe的尺寸為100μm～300μm。