[發明專利]雙晶粒尺寸分布的氧化物彌散強化鐵素體鋼的制備方法

有效

• 申請號: 201811527046.3
• 申請日: 2018-12-13
• 公開（公告）號: CN109570508B
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發明（設計）人: 周張健;徐帥;賈皓東
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: B22F3/15
• 分類號: B22F3/15;B22F3/10;B22F9/04;B22F9/08;C22C33/02;C22C38/06;C22C38/22;C22C38/24;G21C3/07
• 代理公司: 北京東方盛凡知識產權代理事務所(普通合伙) 11562
• 代理人: 謝秀娟

1.一種雙晶粒尺寸分布的鋁氧化物彌散強化鐵素體鋼的制備方法，其特征在于：

(1)成分為(5-10)%Cr，(1.5- 2)%W，(6-10.5)%Al，(0.1-0.4)%V，(0.25- 0.5)% Y₂O₃，C、N含量嚴格控制在0.01%以下，其余為Fe，以上均為質量百分數；

(2)將除Y₂O₃、Al之外的全部元素按照步驟(1)中的質量百分數采用氬氣霧化法制備機械合金化的霧化粉，霧化粉的氧含量控制在0.05wt.%以下，并篩選粒度為200-400目的粒子作為機械合金化的備用粉；

(3)將上述機械合金化的備用粉與步驟(1)中的Y₂O₃、Al在手套箱中全程氬氣保護下裝球磨罐，機械合金化參數為：球料比，即球磨介質與物料的質量比為8-10：1，球磨介質為不銹鋼球，轉速設定為280-400r/min，按照球磨2-4小時冷卻一小時的方式進行多次球磨，球磨時間為30-60h，得到具有富鋁相和富鐵相雙相分布的機械合金化粉末；

(4)采用熱等靜壓工藝進行燒結，采用低碳鋼包套壓制成型，從800℃開始逐漸加壓，燒結制度為先升溫至800- 850℃保溫兩小時，再升溫至1100- 1150℃保溫兩小時，燒結壓力為120- 180MPa，制得具有納米彌散相為六方結構的YAlO₃，正交結構的YAlO₃，單斜結構的Al₂Y₄O₉，立方結構的Y₃A1₅O₁₂中的一種或幾種的具有雙晶粒尺寸分布和優異抗氧化性能的含鋁氧化物彌散強化鐵素體鋼；其在650℃的抗拉強度為500MPa，總延伸率為15%；在850℃經過1000h氧化后，氧化增重僅為0.175mg/cm²；

所述的機械合金化粉末平均粒徑為200μm。

2.根據權利要求1所述的一種雙晶粒尺寸分布的鋁氧化物彌散強化鐵素體鋼的制備方法，其特征在于：機械合金化參數為：球料比為8：1，球磨介質為不銹鋼球，轉速設定為300r/min，每球磨兩小時冷卻一小時，球磨時間為40h，得到具有富鋁相和富鐵相雙相分布的機械合金化粉末。

3.根據權利要求1所述的一種雙晶粒尺寸分布的鋁氧化物彌散強化鐵素體鋼的制備方法，其特征在于：所述的球磨介質包括直徑為20mm的不銹鋼球6個、直徑為10mm的不銹鋼球400個、直徑為6mm的不銹鋼球2000個，鋼球的總重量為7200g。

4.根據權利要求1所述的一種雙晶粒尺寸分布的鋁氧化物彌散強化鐵素體鋼的制備方法，其特征在于：采用低碳鋼包套壓制成型，從850℃開始逐漸加壓，燒結制度為先升溫至850℃保溫兩小時，再升溫至1100℃保溫兩小時，燒結壓力為180MPa。

5.根據權利要求1-2任一項所述的一種雙晶粒尺寸分布的鋁氧化物彌散強化鐵素體鋼的制備方法，其特征在于：機械合金化粉末成分為9%Cr，1.6%W，8.0%Al，0.2%V，0.35% Y₂O₃，其余為Fe。