[發明專利]具有低溫塑性的耐腐蝕的低膨脹高熵合金及制備和應用

在審

• 申請號: 202211441429.5
• 申請日: 2022-11-17
• 公開（公告）號: CN115961200A
• 公開（公告）日: 2023-04-14
• 發明（設計）人: 邢獻然;林鯤;楊萬達;譚欣
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: C22C30/00
• 分類號: C22C30/00;C22C38/44;C22C38/52;C22C1/02;C22C33/04;B65D90/00
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 岳野

1.一種具有低溫塑性的耐腐蝕的低膨脹高熵合金，其特征在于，所述具有低溫塑性的耐腐蝕的低膨脹高熵合金為五元合金，合金中的低膨脹取決于晶格振動產生的正膨脹和磁體積效應產生的負膨脹的疊加作用，合金為原位結構的單相FCC奧氏體，且合金的表面有致密的氧化膜，且合金的熱膨脹系數在100-250K區間內平均為：1×10^-6/K,在熱膨脹系數在100-350K區間內平均為2×10^-6/K。

2.根據權利要求1所述的具有低溫塑性的耐腐蝕的低膨脹高熵合金，其特征在于，所述具有低溫塑性的耐腐蝕的低膨脹高熵合金的化學通式為Fe-aCo-bCr-cNi-dMo，其中，47.5at％≤a＜48.5at％、9.0at％≤b＜11.0at％、2.5at％≤c＜4.0at％、0.3at％≤d＜1.7at％，余量為Fe和不可避免的雜質。

3.根據權利要求2所述的具有低溫塑性的耐腐蝕的低膨脹高熵合金，其特征在于，所述具有低溫塑性的耐腐蝕的低膨脹高熵合金在室溫下，平均抗拉強度＞700MPa，平均規定塑性延伸強度＞400MPa，平均斷后延伸率大于45％；

在-70℃，平均抗拉強度＞800MPa，平均規定塑性延伸強度＞500MPa，平均斷后延伸率大于45％；

在-196℃，平均抗拉強度＞1250MPa，平均規定塑性延伸強度＞700MPa，平均斷后延伸率大于45％。

4.根據權利要求1所述的具有低溫塑性的耐腐蝕的低膨脹高熵合金，其特征在于，所述具有低溫塑性的耐腐蝕的低膨脹高熵合金為單一面心立方結構，其晶格常數a＝b＝c,α＝β＝γ＝90°。

5.一種制備如權利要求1-4任意一項所述的具有低溫塑性的耐腐蝕的低膨脹高熵合金的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

S1)按照化學通式中各個元素所占的原子百分比，分別稱取Fe、Co、Cr、Ni和Mo原料，去除表面氧化層，進行充分混合；

S2)將S1)混合后的原料置于電弧中，在一定氣壓P下的保護氣氛中采用電弧爐或感應爐進行熔煉得到合金鑄錠；

S3)將S2)得到的合金鑄錠表面進行打磨光亮去除氧化層，再在一定氣壓P下的保護氣氛中進行電弧或感應爐進行熔煉吸鑄，獲得具有低溫塑性的耐腐蝕的低膨脹高熵合金。

6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述S1)中Fe、Co、Cr、Ni和Mo原料的純度均99.5％。

7.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述S2)中的氣壓為-0.04MPa≤P≤-0.03MPa。

8.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述S3)中的氣壓為-0.03MPa≤P≤-0.02MPa。

9.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述S2)和S3)中的保護氣氛為惰性氣體，惰性氣體所用為氬氣。

10.一種如權利要求1-9任意一項所述的具有低溫塑性的耐腐蝕的低膨脹高熵合金應用于制備LNG船的液貨艙材料或LNG儲存罐使用。