[發明專利]一種納米級氧化物強化低活化鋼復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202110477688.2
• 申請日: 2021-04-29
• 公開（公告）號: CN113215470B
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發明（設計）人: 邱國興;李小明;賀蕓;韋旭立;白沖;李林波;梁李斯
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學
• 主分類號: C22C33/02
• 分類號: C22C33/02;B22F1/12;B22F10/28;B22F10/64;C21D1/30;B33Y10/00;B33Y70/10
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 李紅霖

1.一種納米級氧化物強化低活化鋼復合材料的制備方法，其特征在于，包括如下過程：

將納米級Y₂O₃、納米級Al₂O₃和納米級粒子A進行球磨固溶，得到固溶體A，所述納米級粒子A為納米級TiO₂和/或納米級ZrO₂；

將所述固溶體A用NaOH溶液進行鏤空侵蝕，之后洗滌并干燥，得到固溶體B；

將固溶體B與低活化鋼粉末進行球磨混料，得到混合物C；

采用選擇性激光熔化工藝將對混合物C進行成型，得到成型體；

對所述成型體進行去應力退火；

納米級Y₂O₃的尺寸為20～30nm，納米級Al₂O₃的尺寸為20～30nm，納米級粒子A的尺寸為20～30nm；

當納米級粒子A為納米級TiO₂或納米級ZrO₂時，納米級Y₂O₃、納米級Al₂O₃和納米級粒子A按照質量比為1:(2.5～3):(1.5～2)進行球磨固溶；

當納米級粒子A為納米級TiO₂和納米級ZrO₂時，納米級Y₂O₃、納米級Al₂O₃和納米級粒子A按照質量比為1:(2.5～3):(1.2～1.5)進行球磨固溶，納米級TiO₂和納米級ZrO₂的質量比為任意比；

將所述固溶體A用NaOH溶液進行鏤空侵蝕過程中，NaOH溶液的濃度為5～7mmol/ml，固溶體A與NaOH溶液的用量比為：1L所述NaOH溶液加入1000g所述固溶體A，侵蝕是時間為15min～20min。

2.根據權利要求1所述的一種納米級氧化物強化低活化鋼復合材料的制備方法，其特征在于，將納米級Y₂O₃、納米級Al₂O₃和納米級粒子A進行球磨固溶過程中，球料比為10:(1～1.5)，球磨轉速為400～450轉/min，球磨時間為3～3.5h，球磨氣氛為大氣。

3.根據權利要求1所述的一種納米級氧化物強化低活化鋼復合材料的制備方法，其特征在于，將所述固溶體A用NaOH溶液進行鏤空侵蝕、洗滌后干燥的溫度為110～150℃，干燥時間為2～3h。

4.根據權利要求1所述的一種納米級氧化物強化低活化鋼復合材料的制備方法，其特征在于，將固溶體B與低活化鋼粉末進行球磨混料時，所采用的低活化鋼粉末的尺寸為35～50μm，固溶體B的質量為固溶體B與低活化鋼粉末質量和的3％～4％。

5.根據權利要求1所述的一種納米級氧化物強化低活化鋼復合材料的制備方法，其特征在于，將固溶體B與低活化鋼粉末進行球磨混料過程中，先以球磨轉速為550～600轉/min，球磨時間為0.5～1h，之后以球磨轉速為100～150轉/min，球磨時間為5～10h；

上述球磨過程中的球料比為11:(1～1.5)。

6.根據權利要求1所述的一種納米級氧化物強化低活化鋼復合材料的制備方法，其特征在于，采用選擇性激光熔化工藝將對混合物C進行成型過程中，激光功率為300～350W，掃描速度為2000～5500mm/s，層厚為45～50μm，掃描間距為50～55μm，氣氛采用惰性氣氛。

7.根據權利要求1所述的一種納米級氧化物強化低活化鋼復合材料的制備方法，其特征在于，對所述成型體進行去應力退火過程中，將成型體加熱至950～1000℃，然后保溫0.5～1h，之后進行冷卻。

8.一種通過權利要求1-7任意一項制備方法制得的納米級氧化物強化低活化鋼復合材料，其特征在于，所述納米級氧化物強化低活化鋼復合材料包括低活化基體和彌散分布的納米級氧化物粒子，所述的低活化鋼為：Eurofer97、9Cr2WVTa、F82H、JLF-1、CLAM、CLF-1或ARAA，納米級氧化物為：Y-Al-Ti-O、Y-Al-Zr-O或Y-Al-Ti-Zr-O；

所述納米級粒子占所述納米級氧化物強化低活化鋼復合材料質量的0.3％～0.4％，納米級粒子尺寸為10～15nm，數量為10²⁵～10²⁶個/m³。