[發明專利]一種超極限鐵合金及其制備方法

有效

• 申請號: 201811645702.X
• 申請日: 2018-12-29
• 公開（公告）號: CN109487195B
• 公開（公告）日: 2020-01-14
• 發明（設計）人: 馮晶;吳福碩;宋鵬;種曉宇;葛振華
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: C23C4/129
• 分類號: C23C4/129;C23C4/073;C23C14/30;C23C14/16;C23C4/11;C23C28/00
• 代理公司: 50217 重慶強大凱創專利代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 李靜

本發明屬于制備技術領域，公開了一種超極限鐵合金及其制備方法，包括鐵合金基體，鐵合金基體表面依次沉積有復合粘結層、復合陶瓷層、反射層、反折射層、絕緣層和泡沫碳層；復合粘結層包括沉積在鋁合金基體表面的粘結層和沉積在粘結層表面的貴金屬層；復合陶瓷層包括陶瓷A層和陶瓷B層。本發明通過在鐵合金基體表面沉積多層涂層，能夠將其使用溫度提升至高于原鐵合金基體熔點100?500℃，以實現鐵合金在超極限環境下的使用。本發明提供的超極限鐵合金具有極佳的高溫力學和化學穩定性，能夠在超過其鐵合金基體熔點的條件下使用，增大了使用范圍。

技術領域

本發明屬于對鐵合金材料制備技術領域，具體涉及一種超極限鐵合金及其制備方法。

背景技術

鐵合金作為當今一種重要的金屬材料，它是工程技術中最重要、也是最主要的，用量最 大的金屬材料，由于其強度高、種類多、成本低等優良特性被廣泛應用在機械，造船，通訊， 農業，汽車，交通，鐵路，軍工，煤炭，礦山，石油，化工等各個領域，被譽為現代工業的脊梁。尤其是由于鐵合金強度、硬度等綜合性能較強，在航空航天領域發揮了不可替代的作用。

隨著技術的發展與社會的實際需求，對航空器的速度要求也越來越高，以航空器的發動 機為例，航空器的提速就意味著發動機的運轉速度逐漸提高，便導致發動機葉片的表面溫度 逐漸提高，盡管鐵合金擁有眾多優異的性能，但鐵合金的熔點在1500℃左右，且在高溫下極 易氧化的特性大大限制了鐵合金在高溫條件下的使用。另外金屬在超過其熔點一半的溫度下 工作，就會發生軟化的現象，即鐵合金在540℃的環境下工作時，就會發生軟化，性能降低 的現象。因此現目前的鐵合金不能滿足航空器提速后的使用要求(即鐵合金不能在超極限溫 度(超過鐵合金的熔點溫度)下使用)，或者說為了實現航空器提速的要求，就必須犧牲飛 機的使用壽命。因此在航空器發展，甚至是整個鐵合金的發展都受到了限制，鐵合金的使用 受到了限制，達到了一個瓶頸。

發明內容

本發明意在提供一種超極限鐵合金及其制備方法，以解決現有的鐵合金無法滿足在超極 限溫度下使用的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下基礎方案：

一種超極限鐵合金，包括鐵合金基體，所述鐵合金基體表面依次沉積有復合粘結層和復 合陶瓷層；復合粘結層包括沉積在鐵合金基體表面的粘結層和沉積在粘結層表面的貴金屬 層；復合陶瓷層包括陶瓷A層和陶瓷B層。

本技術方案的有益效果：

發明人通過大量的研究，研發了一種超極限鐵合金，滿足鐵合金在超極限溫度(超過其 熔點溫度)下使用。在研發過程中，通常人們會認為當環境溫度高于合金的使用溫度之后， 便會認為該合金不能在該溫度下進行使用，進而需要其他高熔點的合金進行使用，而發明人 反其道而行，嘗試對鐵合金進行改進，以滿足航空器制造的需求。在發明人不斷嘗試的過程 中非常驚喜的發現，通過在鐵合金表面沉積一定配比的涂層，能夠將鐵合金使用溫度提高至 高于原熔點100-500℃，將大大的提高鐵合金的使用溫度，從而滿足制造航空器的需求；而 在高溫環境下，將鐵合金的使用溫度提升2-3℃都是非常困難的，因此申請人的這一研究是 在鐵合金的使用上非常大的進步。

本技術方案通過在鐵合金基體上沉積復合粘結層和復合陶瓷層能夠大大的提高鐵合金 的使用溫度，以適應鐵合金在超極限溫度條件下的使用。沉積復合粘結層，能夠提高各涂層 與鐵合金基體之間的粘結效果，避免涂層在使用過程中脫落。沉積復合陶瓷層，能夠降低熱 量的傳導，從而提高鐵合金基體的使用溫度。本技術方案通過各涂層的配合，使得鐵合金的 使用溫度得到了大大的提升。

綜上所述，本發明具有以下技術效果：

1、本發明提供的超極限鐵合金具有極佳的高溫力學和化學穩定性，能夠在超過其鐵合 金基體熔點的條件下使用，增大了使用范圍。