System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种高强韧高电阻绿色多组元合金及其制备方法技术_技高网
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一种高强韧高电阻绿色多组元合金及其制备方法技术

技术编号:41326968 阅读:12 留言:0更新日期:2024-05-13 15:04
本发明专利技术公开的一种高强韧高电阻绿色多组元合金以回收不锈钢、回收铝合金及回收镍基合金作为原料通过熔炼方法得到。其包含下述组分按质量百分比组成:回收不锈钢45~85wt%、回收铝合金5~15wt%、回收镍基合金5~50wt%。按照上述组分配比之后,各个元素的原子百分比为:Fe 40~60at%、Cr15~22at%、Al 7~18at%、Ni 7~25at%以及微量元素Mn、Mg、Cu、Ti、Si等,微量元素原子百分比均在0.01~2.5at%之间。本发明专利技术制备的多组元合金基体为体心立方结构,并且存在弥散分布的B2颗粒,具备优异的强塑性搭配;同时拥有高的室温电阻率,且在700K以下的温度范围内具有较低的电阻率温度系数。可应用于电子电气、航天航空、遥控及自动控制设备等领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于金属材料制备,具体涉及一种高强韧高电阻绿色多组元合金及其制备方法


技术介绍

1、高电阻合金是指电阻率大于100μω·cm的合金材料,被用以制作电阻元件。例如用于电机、电位器、标准电阻器中的精密电阻元件;用于反映温度、压力等参数变化的传感电阻元件以及用于电阻加热设备中的发热电阻元件。高电阻合金的应用广泛,因此人们对其要求也日渐提高,尤其是具有优异强塑性、高电阻率、低电阻温度系数的电阻合金。康铜合金拥有良好的强塑性,使其易于机械加工,但其电阻率低、成本高;与康铜合金相比,镍铬系列合金同样具备良好的加工塑性,并且拥有比康铜合金更高的电阻率以及更优异的高温稳定性,但是其由贵重金属元素镍、铬组成因此成本更高;成本低廉的铁铬铝合金虽然有较高的电阻率和低的电阻温度系数,但是强塑性较差不利于加工。总而言之,开发具备高电阻率、低电阻温度系数且具有优异强塑性易于加工的低成本高电阻合金面临着挑战。

2、多组元高熵合金包含四种及四种以上元素且每个元素的含量在5at%以上,由于其具备优异的综合性能而备受关注。相比于传统合金,在多组元合金中,各个组元的原子尺寸存在明显差异使得晶格发生畸变。这些晶格畸变无疑会影响合金中位错的运动和电子、声子的传导,从而使其具备更加优异的力学性能以及更高、更稳定的电阻率。然而,目前多组元合金大多以纯金属为原料通过熔炼或粉末冶金等方法制备使得制备成本十分昂贵。因此,降低多组元合金的制备成本是扩宽其应用领域的关键因素之一。不仅如此,纯金属的生产需要大量不可再生的矿产资源以及能源,这将加剧未来地球资源和能源的枯竭;同时在纯金属生产过程中将会排放出许多温室气体及有害物质对环境造成破坏。此外,每年有许多合金材料由于达到使用寿命或一些其他原因而报废,报废之后的合金若是未能得到恰当的处理也会造成资源浪费以及加剧环境负担。综上所述,为了开发具备高电阻率、低电阻温度系数且具有优异强塑性易于加工的低成本高电阻合金,可以结合多组元合金的概念使用回收合金作为原料。如此便能够得到具有优异综合性能的低成本高电阻多组元合金,同时也将促进经济的绿色循环发展。


技术实现思路

1、本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊,而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。

2、鉴于上述和/或现有技术中存在的问题,提出了本专利技术。

3、因此,本专利技术的目的是,克服现有技术中的不足,提供一种高强韧高电阻绿色多组元合金,所述合金组织状态包括无序体心立方结构基体、有序b2析出相,按合金中各元素原子百分比计,由如下组分组成:

4、fe 40~60at%、cr 15~22at%、al 7~18at%、ni 7~25at%以及微量元素mn、mg、cu、ti、si,所述微量元素原子百分比均为0.01~2.5at%;

5、其中,所述高强韧高电阻绿色多组元合金以回收不锈钢、回收铝合金和回收镍基合金作为原料熔炼得到,按质量百分比计,回收不锈钢45~85wt%、回收铝合金5~15wt%、回收镍基合金5~50wt%。

6、作为本专利技术所述高强韧高电阻绿色多组元合金的一种优选方案,其中:所述合金具有如下特性:

7、(i)室温下压缩屈服强度为1000~1550mpa;

8、(ii)室温下极限抗压强度>2000mpa;

9、(iii)室温下压缩应变>20%;

10、(iv)合金在700k以下的宽温度范围内,电阻率为90~160μω·cm,电阻温度系数绝对值为0~500ppm/k。

11、作为本专利技术所述高强韧高电阻绿色多组元合金的制备方法的一种优选方案,其中:所述回收不锈钢包括200系或300系不锈钢中的一种或多种,包括来自家用不锈钢门窗、不锈钢管、餐具中的回收不锈钢。例如,选自201、202、204等200系不锈钢;304、304l、316等300系不锈钢。

12、作为本专利技术所述高强韧高电阻绿色多组元合金的制备方法的一种优选方案,其中:所述回收铝合金包括2系铝合金,包括来自工厂加工所剩余料、家用铝合金门窗、日用铝合金工具中的回收铝合金。例如,选自2011、2024、2036等2系铝合金。

13、作为本专利技术所述高强韧高电阻绿色多组元合金的制备方法的一种优选方案,其中:所述回收镍基合金包括镍基高温合金系列。例如,选自inconel 600、inconel 625、inconel 718、nimonic 80a、nimonic 90等镍基高温合金。

14、本专利技术的再一目的是,克服现有技术中的不足,提供一种高强韧高电阻绿色多组元合金的制备方法。

15、为解决上述技术问题,本专利技术提供了如下技术方案:包括,

16、配取回收不锈钢、回收铝合金和回收镍基合金原料;

17、使用真空电弧熔炼或真空感应熔炼制备得到多组元合金。

18、作为本专利技术所述高强韧高电阻绿色多组元合金的制备方法的一种优选方案,其中:所述熔炼为在真空或惰性气体氛围下熔炼。

19、作为本专利技术所述高强韧高电阻绿色多组元合金的制备方法的一种优选方案,其中:所述熔炼,其中,熔炼温度为1623~2473k,熔炼时间为0.01~1h。

20、作为本专利技术所述高强韧高电阻绿色多组元合金的制备方法的一种优选方案,其中:还包括,对回收不锈钢、回收铝合金和回收镍基合金进行表面氧化层和/或锈迹进行去除、清洗的步骤。

21、本专利技术有益效果:

22、(1)本专利技术制备的绿色多组元合金成本低廉,其基体呈现体心立方结构特征,并存在弥散分布的颗粒;

23、(2)具有高强韧特征,同时具备高电阻率,且在700k以下的宽温度范围内拥有良好的电阻率稳定性;

24、(3)可应用于电子电气、航天航空、遥控及自动控制设备等领域。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种高强韧高电阻绿色多组元合金,其特征在于:所述合金组织状态包括无序体心立方结构基体、有序B2析出相,按合金中各元素原子百分比计,由如下化学组分组成:

2.如权利要求1所述的高强韧高电阻绿色多组元合金,其特征在于:所述合金具有如下特性:

3.如权利要求1或2所述的高强韧高电阻绿色多组元合金,其特征在于:所述回收不锈钢包括200系或300系不锈钢中的一种或多种。

4.如权利要求1或2所述的高强韧高电阻绿色多组元合金,其特征在于:所述回收铝合金包括2系铝合金。

5.如权利要求1或2所述的高强韧高电阻绿色多组元合金,其特征在于:所述回收镍基合金包括镍基高温合金系列。

6.如权利要求1~5任一所述的高强韧高电阻绿色多组元合金的制备方法,其特征在于:包括,

7.如权利要求6所述的高强韧高电阻绿色多组元合金的制备方法,其特征在于:所述熔炼为在真空或惰性气体氛围下熔炼。

8.如权利要求6所述的高强韧高电阻绿色多组元合金的制备方法,其特征在于:所述熔炼的温度为1623~2473K。

9.如权利要求6所述的高强韧高电阻绿色多组元合金的制备方法,其特征在于:所述熔炼的时间为0.01~1h。

10.如权利要求6所述的高强韧高电阻绿色多组元合金的制备方法,其特征在于:还包括,对回收不锈钢、回收铝合金和回收镍基合金进行表面氧化层和/或锈迹进行去除、清洗的步骤。

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【技术特征摘要】

1.一种高强韧高电阻绿色多组元合金,其特征在于:所述合金组织状态包括无序体心立方结构基体、有序b2析出相,按合金中各元素原子百分比计,由如下化学组分组成:

2.如权利要求1所述的高强韧高电阻绿色多组元合金,其特征在于:所述合金具有如下特性:

3.如权利要求1或2所述的高强韧高电阻绿色多组元合金,其特征在于:所述回收不锈钢包括200系或300系不锈钢中的一种或多种。

4.如权利要求1或2所述的高强韧高电阻绿色多组元合金,其特征在于:所述回收铝合金包括2系铝合金。

5.如权利要求1或2所述的高强韧高电阻绿色多组元合金,其特征在于:所述回收镍基合金包括镍基高温合金系列。

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【专利技术属性】
技术研发人员:李志明龚荣根严定舜
申请(专利权)人:中南大学
类型:发明
国别省市:

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