一种利用TiC弥散相增强Fe制造技术

本发明专利技术公开了一种利用TiC弥散相增强Fe

【技术实现步骤摘要】
一种利用TiC弥散相增强Fe
50
Mn
25
Ni
10
Cr
15
中熵合金的方法


[0001]本专利技术涉及Fe
50
Mn
25
Ni
10
Cr
15
中熵合金工程应用领域，具体为一种利用TiC弥散相增强Fe
50
Mn
25
Ni
10
Cr
15
中熵合金的方法。

技术介绍

[0002]目前，面心立方结构(FCC)的中/高熵合金由于其在室温和低温下具有优异的力学性能而受到广泛的研究。通过合理的成分及加工工艺设计，中/高熵合金表现出了高塑性、高强度、良好的耐磨性等性能，使其在高能物理、核能、航空航天等重要领域具有巨大应用潜力。
[0003]在各种中/高熵合金系列中，均含有Co元素。Co元素是一种战略资源，其在地球上的储量十分有限，所以价格昂贵。这间接提高了中/高熵合金的成本，阻碍了中/高熵合金在工程上的应用。因此，无Co中熵合金被开发设计。
[0004]例如，在公告号为CN 110952041 B的专利技术专利《一种Fe
‑
Mn
‑
Ni
‑
Cr四组元高熵合金》中，就研发了无Co元素的Fe
50
Mn
25
Ni
10
Cr
15
中熵合金，大大降低了成本。
[0005]但Fe<br/>50
Mn
25
Ni
10
Cr
15
中熵合金的塑性有余而强度较低，尤其是屈服强度和屈强比偏低。
[0006]屈服强度是金属发生屈服现象时的屈服极限，当金属受到大于屈服强度的外力作用时，会使金属永久变形；当金属受到小于屈服强度的外力作用时，金属还会恢复原样。
[0007]屈强比是指材料的屈服强度与抗拉强度的比值。抗拉强度是金属在静拉伸条件下的最大承载能力。屈强比高表示材料的抗变形能力较强，不易发生塑性变形。
[0008]Fe
50
Mn
25
Ni
10
Cr
15
中熵合金的屈服强度和屈强比偏低，难以满足工程应用的需要，从而在工程应用上会很受限。
[0009]故而，如何能够在保留Fe
50
Mn
25
Ni
10
Cr
15
中熵合金必要塑性的同时，又能提高其屈服强度和屈强比，是本领域的技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0010]本专利技术就是针对现有技术存在的上述不足，提供一种利用TiC弥散相增强Fe
50
Mn
25
Ni
10
Cr
15
中熵合金的方法，通过本方法，在保留Fe
50
Mn
25
Ni
10
Cr
15
中熵合金必要塑性的同时，又能提高其屈服强度和屈强比。
[0011]为了实现上述目的，专利技术提供如下技术方案：
[0012]一种利用TiC弥散相增强Fe
50
Mn
25
Ni
10
Cr
15
中熵合金的方法，包括如下步骤：
[0013](1)选取原料FeC合金、Mn、Cr、Ni、Ti，按表达式(Fe
50
Mn
25
Ni
10
Cr
15
)
100
‑
x
(TiC)
x
(0＜x≤1.5，x为原子百分比含量)进行称量配料，将所有原料一起熔炼获得合金液，将合金液铸造成型，得到合金锭；
[0014](2)将合金锭进行均匀化退火处理；
[0015](3)将合金锭进行轧制或锻造处理，得到合金板；
[0016](4)将合金板进行再结晶退火处理，得到在面心立方结构的基体相上均布有TiC弥散相的Fe
50
Mn
25
Ni
10
Cr
15
中熵合金。
[0017]进一步的，在所述步骤(1)中，原料FeC合金、Mn、Cr、Ni、Ti的纯度均大于99.5％。
[0018]进一步的，在所述步骤(1)中，在称量好原料FeC合金、Mn、Cr、Ni、Ti后，需要将原料FeC合金、Mn、Cr、Ni、Ti置于无水乙醇中进行超声清洗。
[0019]进一步的，在所述步骤(1)中，将原料FeC合金、Mn、Cr、Ni、Ti按照熔点由低到高的顺序依次放置在真空电弧熔炼炉的水冷铜坩埚中一起熔炼。
[0020]进一步的，在所述步骤(1)中，在熔炼时需要将原料FeC合金、Mn、Cr、Ni、Ti均正反翻转多次。
[0021]进一步的，在所述步骤(1)中，将合金液铸造成型时，需要将合金液吸铸到水冷铜模中进行凝固。
[0022]进一步的，在所述步骤(2)中，将合金锭置于马弗炉中进行均匀化退火，随后水淬，均匀化退火的温度为900
‑
1000℃，均匀化退火的时间为30
‑
45min。
[0023]进一步的，在所述步骤(3)中，在室温下按照合金锭可承受的最大变形量进行锻造或轧制。
[0024]进一步的，在所述步骤(4)中，将合金锭置于马弗炉中进行再结晶退火处理，再结晶退火的温度为700
‑
900℃，再结晶退火的时间为3
‑
5min。
[0025]与现有技术相比，专利技术的有益效果是：
[0026]1、在
技术介绍
专利中获得的Fe
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Mn
25
Ni
10
Cr
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中熵合金，因为不含Co元素，所以大大降低了成本，使得Fe
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Mn
25
Ni
10
Cr
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中熵合金具有低成本的优势。并且，Fe
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Mn
25
Ni
10
Cr
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中熵合金具有优异的塑性，但是屈服强度低、屈强比低。
[0027]之所以Fe
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Mn
25
Ni
10
Cr
15
中熵合金具有优异的塑性、偏低的屈服强度、偏低的屈强比，是因为Fe
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Mn
25
Ni
10
Cr
15
中熵合金为面心立方结构的单相合金。在室温和低温下，面心立方结构具有较多的滑移，拉伸过程中位错容易发生滑移，从而使其具有优异的塑性，同时也使其具有偏低的屈服强度和屈强比。
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用TiC弥散相增强Fe
50
Mn
25
Ni
10
Cr
15
中熵合金的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)选取原料FeC合金、Mn、Cr、Ni、Ti，按表达式(Fe
50
Mn
25
Ni
10
Cr
15
)
100
‑
x
(TiC)
x
进行称量配料，其中，0＜x≤1.5，x为原子百分比含量，将所有原料一起熔炼获得合金液，将合金液铸造成型，得到合金锭；(2)将合金锭进行均匀化退火处理；(3)将合金锭进行轧制或锻造处理，得到合金板；(4)将合金板进行再结晶退火处理，得到在面心立方结构的基体相上均布有TiC弥散相的Fe
50
Mn
25
Ni
10
Cr
15
中熵合金。2.根据权利要求1所述的一种利用TiC弥散相增强Fe
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Mn
25
Ni
10
Cr
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中熵合金的方法，其特征在于，在所述步骤(1)中，原料FeC合金、Mn、Cr、Ni、Ti的纯度均大于99.5％。3.根据权利要求2所述的一种利用TiC弥散相增强Fe
50
Mn
25
Ni
10
Cr
15
中熵合金的方法，其特征在于，在所述步骤(1)中，在称量好原料FeC合金、Mn、Cr、Ni、Ti后，需要将原料FeC合金、Mn、Cr、Ni、Ti置于无水乙醇中进行超声清洗。4.根据权利要求3所述的一种利用TiC弥散相增强Fe
50
Mn
25
Ni
10
Cr
15
中熵合金的方法，其特征在于，在所述步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪庆刚，姚鲁，邢丕伟，汪庆瑞，王纪军，田兆志，
申请(专利权)人：临清市同兴轴承锻造有限公司，
类型：发明
国别省市：