[發明專利]一種氧化物彌散強化ODS高熵合金及其制備方法

有效

• 申請號: 201610711659.7
• 申請日: 2016-08-23
• 公開（公告）號: CN106435323B
• 公開（公告）日: 2017-12-12
• 發明（設計）人: 劉雄軍;賈蓓;呂宗陽;王輝;吳淵;呂昭平
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: C22C30/00
• 分類號: C22C30/00;C22C1/05
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司11237
• 代理人: 張仲波

1.一種氧化物彌散強化ODS高熵合金，其特征在于，以高熵合金為基體，添加了0.1～2wt％的由X與Y₂O₃組成的復合氧化物納米顆粒，其中X為Ti、Zr或Hf中的一種；

上述的ODS高熵合金基體，至少包含4種元素，其原子百分比表達式為Fe_aCo_bNi_cCr_dL_e，且各組分：0＜a≤35,0＜b≤35,0＜c≤35,0＜d≤35，0≤e≤35且a+b+c+d+e＝100；其中，L為Al和Mn中的一種或兩種。

2.根據權利要求1所述的氧化物彌散強化ODS高熵合金，其特征在于ODS高熵合金相組成由95％以上的固溶體相和小于5％的彌散分布的納米氧化物顆粒組成。

3.根據權利要求1所述的氧化物彌散強化ODS高熵合金，其特征在于ODS高熵合金是FeCoNiCr基，相組成為95％以上的FCC結構固溶體相和小于5％的彌散分布的納米氧化物顆粒；其壓縮屈服強度超過930MPa，壓縮應變達到50％以上。

4.根據權利要求1所述的氧化物彌散強化ODS高熵合金，其特征在于ODS高熵合金是FeCoNiCrAl基，相組成為95％以上的FCC+BCC結構固溶體相和小于5％的彌散分布的納米氧化物顆粒，其抗壓強度超過3500MPa，壓縮應變可達10％。

5.一種制備如權利要求1‐4中任一所述的氧化物彌散強化ODS高熵合金的方法，其特征在于具體包括以下步驟：

(1)配料：并按照上述表達式的原子百分比換算成質量比，稱取各個元素的原料粉，混合均勻；

(2)球磨：將步驟(1)混合后在惰性氣體保護下添加過程控制劑進行機械合金化，球磨過程中的球料比為10:1～25:1，球磨轉速為200～300rpm，球磨時間為50～80h；

(3)燒結：將步驟(2)球磨后的粉體裝入模具，進行放電等離子燒結，燒結溫度為900～1100℃，采用石墨模具，燒結壓力為40～50MPa，保溫時間為5～10min。

6.根據權利要求5所述的制備氧化物彌散強化ODS高熵合金的方法，其特征在于，所添加的金屬元素粉末原料純度均高于99wt％，粒徑大小為200～325目；所添加的氧化物Y₂O₃顆粒的尺寸在20～40nm之間。

7.根據權利要求5所述的制備氧化物彌散強化ODS高熵合金的方法，其特征在于，X和Y₂O₃的配比是為了使Y₂O₃在球磨過程中形成納米團簇，這種納米團簇細小均勻且彌散分布，有利于提高合金的機械性能。

8.根據權利要求5所述的制備氧化物彌散強化ODS高熵合金的方法，其特征在于，所述步驟(2)的球磨過程中，采用正庚烷作為過程控制劑，添加量為金屬粉末的1～3wt％。

9.根據權利要求5所述的制備氧化物彌散強化ODS高熵合金的方法，其特征在于，所述步驟(2)的球磨過程中采用Ф10mm以及Ф8mm不銹鋼球。