[發明專利]一種制備具有超細氧化物彌散相的鈮基合金的方法

有效

• 申請號: 202010879948.4
• 申請日: 2020-08-27
• 公開（公告）號: CN111926208B
• 公開（公告）日: 2021-12-31
• 發明（設計）人: 章林;陳曉瑋;劉燁;陳旭;秦明禮;曲選輝
• 申請（專利權）人: 北京科技大學;湘潭大學
• 主分類號: B22F1/02
• 分類號: B22F1/02
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 皋吉甫

1.一種制備具有超細氧化物彌散相的鈮基合金的方法，其特征在于，該方法首先采用旋轉電極霧化鈮基粉末和納米氧化物制備粉末前驅體，接著將粉末前驅體在加熱至設定溫度進行高速攪拌，以獲得超細氧化物彌散相包裹的鈮基合金粉末，最終在通過將納米氧化物包裹的鈮基粉末進行激光熔覆成形獲得具有復雜形狀的具有超細氧化物彌散相的鈮基合金，納米氧化物彌散相粒徑為5-20nm，且均勻彌散分布在合金的基體中，所述方法具體包括如下步驟：

S1）前驅體粉末的配置：將旋轉電極霧化鈮基合金粉加入前驅體溶液中，浸漬，同時加入含稀土納米氧化物源，攪拌均勻后烘干，得到前驅體粉末；

具體步驟為：

S1.1）先調配的前驅體溶液，再將旋轉電極霧化鈮基合金粉加入所述前驅體溶液中浸漬10-30分鐘，得到懸浮溶液，

S1.2)選取含稀土納米氧化物源，加入懸浮溶液中進行攪拌0.5-6小時后將溶液烘干，得到前驅體粉末，

其中，所述稀土納米氧化物用量確保使得最終制備得到的合金中的納米氧化物占超細氧化物彌散相的鈮基合金的重量百分含量為0.01-5wt.%；

S2）將S1）得到前驅體粉末在氣氛保護條件下，進行加熱，加熱至設定溫度保溫，同時高速攪拌，攪拌后，得到納米氧化物包覆的鈮基合金粉末；

具體步驟為：

S2.1)將得到的前驅體粉末置于保護氣氛下進行加熱，加熱至100-600℃；

S2.2）進行保溫，同時采用攪拌螺旋槳以轉速為15000-40000轉/分鐘，攪拌0.5-4小時，得到納米氧化物包覆的鈮基合金粉末；

S3）將S2)得到納米氧化物包覆的鈮基合金粉末進行激光熔覆成形，控制工藝使金屬粉末被激光熔化形成熔池，并由熔池中液化金屬的流動將納米氧化物帶入熔池內部并均勻彌散分布，得到具有超細氧化物彌散相的鈮基合金；

所述前驅體溶液的濃度為4-10g·L^-1，所述前驅體溶液為聚二烯丙基二甲基氯化銨溶液或半胱氨酸溶液；

所述稀土納米氧化物源為Y₂O₃或La₂O₃粉末；

所述旋轉電極霧化鈮基粉末的組分包括： Ti 15-45wt.%，Al 2-15wt.%，V 1-8wt.%，Cr0-5wt.%，W 0-10wt.%，Mo0-5wt.%，Hf0-5wt.%，余量為Nb 。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述保護氣氛為氬氣、氮氣或真空。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述S3）的具體步驟為：

S3.1）將得到的納米氧化物包覆的鈮基合金粉末進行激光熔覆成形，鋪粉厚度為0.02-0.075mm；

S3.2）采用激光掃描，掃描速度為300-2000mm/s，掃描間距為0.02-0.075mm，熔池中液化金屬的流動將納米氧化物帶入熔池內部并均勻彌散分布，得到具有超細氧化物彌散相的鈮基合金。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述前驅體溶液濃度還可為6-8g·L^-1；

所述旋轉電極霧化鈮基粉末的組分還可為：Ti 15-25wt.%，Al 1-5wt.%，V 3-8wt.% ，Cr 2-5wt.%，W 1-3wt.%，Mo 1-2wt.%，Hf 1-3wt.%， Nb為余量；

所述稀土納米氧化物的用量確保使得最終制備得到的合金中的納米氧化物占超細氧化物彌散相的鈮基合金的重量百分含量還可為0.1-2wt.%。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述S2）中設定溫度還可為200-400℃；

轉速還可為20000-30000轉/分鐘，攪拌0.5-2小時。

6.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述S3中）所述鋪粉厚度還可為0.03-0.05mm；掃描速度為500-1200mm/s；掃描間距還可為0.03-0.05mm。