[发明专利]一种机械化学反应法制备钴基ODS合金的方法

权利要求书

1.一种机械化学反应法制备钴基ODS合金的方法，其特征在于：

a、合金成分设计：钴基ODS合金基础成分为：0.8~4.0wt%YH₂、0.4~1.5wt%Co₂O₃，2~5wt%Al、15~30wt%W和余量Co，其中YH₂和Co₂O₃为氧化物形成组元，Al和W是γ′相形成元素；在钴基ODS合金基础成分基础上，添加Hf₂H₂和Ni元素；添加Hf₂H₂起到细化氧化物粒径的作用，反应生成的Y₂O₃和HfO₂结合形成Y₂Hf₂O₇纳米复合氧化物；添加Ni元素旨在提高Al、W元素在钴基体中的固溶度，促进γ′相的形成；

b、机械合金化：按钴基ODS合金成分配比进行称量并预均匀混合；另外添加1~3wt%无水乙醇作为过程控制剂，高能球磨诱发组元之间的机械化学反应并原位生成Y₂Hf₂O₇纳米复合氧化物，球磨机转速为350~500转/分，球料比为10:1~15:1，球磨时间为36~96小时；

c、放电等离子体烧结：机械合金化粉末进行放电等离子体烧结，烧结温度为1000~1200℃，压力为30~50MPa，保温时间为5~15min；

d、热等静压：放电等离子体烧结坯在1000~1200℃和100~200MPa的条件下热等静压以获得全致密钴基ODS合金；

e、热处理：全致密钴基ODS合金通过固溶和时效热处理优化γ′相的粒径和粒径分布，以提高其强化效果；固溶温度为1200~1350℃，保温5~24h，时效温度为750~950℃，保温12~120h。

2.根据权利要求1所述机械化学反应法制备钴基ODS合金的方法，其特征在于：在a步骤中的钴基ODS合金的基础成分中添加0.6~3wt%Hf₂H₂来细化氧化物粒径，Hf₂H₂和YH₂的摩尔比为1.2~2.0。

3.根据权利要求1所述机械化学反应法制备钴基ODS合金的方法，其特征在于：在a步骤中的钴基ODS合金的基础成分中添加20~60wt%Ni来提高Al、W元素在钴基体中的固溶度。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：a步骤中通过调节YH₂和Co₂O₃的比例来控制过剩氧含量，YH₂和Co₂O₃的摩尔比在2:1~2.4:1的范围内时能够有效降低过剩氧含量。

5.根据权利要求1所述机械化学反应法制备钴基ODS合金的方法，其特征在于：b步骤中的高能球磨采用纯度大于99.9999%的高纯H₂来控制机械化学反应进度。

6.根据权利要求1所述机械化学反应法制备钴基ODS合金的方法，其特征在于：c步骤中的放电等离子烧结过程中，在石墨模具的阴模和样品之间设置镍片或钴片以阻碍石墨和样品之间的碳扩散。