[发明专利]一种原位自生成碳化物弥散增强多主元合金及其制备方法

权利要求书

1.一种原位自生碳化物弥散增强的多主元合金的制备方法，其特征在于：所述的多主元合金由基体相和增强相组成，其基体相结构为单一的面心立方结构，其分子式为Cr_xMn_yFe_zCo_aNi_b，其中18<x≤22、18<y≤22、18<z≤22、18<a≤22、18<b≤22，且x+y+z+a+b＝100，其增强相是原位自生成的复杂碳化物；

所述的原位自生成的复杂碳化物的体积为多主元合金的2～4％；

该方法包括以下步骤：

1)机械合金化制备多主元合金粉末：按比例将Cr、Mn、Fe、Co、Ni五种单质粉末混合置于球磨罐中高能干磨均匀，之后向球磨罐中加入乙醇进行湿磨，干燥后得到单相FCC结构为基体、弥散分布复杂碳化物增强相的多主元合金粉末；

2)放电等离子烧结制备多主元合金：将步骤1)得到的单相FCC结构为基体、弥散分布复杂碳化物增强相的多主元合金粉末进行放电等离子烧结，烧结完成后，随炉冷却至室温得到原位自生碳化物弥散增强的多主元合金；

其中，步骤1)所述的单质粉末粒径≤40μm，纯度≥99wt％；所述的按比例将Cr、Mn、Fe、Co、Ni五种单质粉末混合置于球磨罐中高能干磨均匀，其中球磨罐中球料比为5:1～25:1，球磨转速为150～400r/min、高能干磨时间为40～60h；所述的之后向球磨罐中加入乙醇进行湿磨，加入乙醇的量为每个球磨罐中粉末总质量的5％～10％；所述的湿磨时间为4～10h；

步骤2)所述的多主元合金粉末进行放电等离子烧结，是指将步骤1)得到多主元合金粉末过筛，使其粒度小于50μm，之后将过筛的多主元合金粉末装入石墨模具中，将其压实后置于放电等离子烧结设备中进行烧结。

2.如权利要求1所述的一种原位自生碳化物弥散增强的多主元合金的制备方法，其特征在于：步骤1)所述的球磨罐中的磨球由大球、中球和小球按照质量比0.8～1.2：0.8～1.2：0.8～1.2混合组成，且球磨罐和磨球的材质为不锈钢或硬质合金钢；其中所述的大球的直径d为10～12mm、中球的直径d为8～9mm、小球的直径d为5～7mm。

3.如权利要求1所述的一种原位自生碳化物弥散增强的多主元合金的制备方法，其特征在于：步骤2)所述的放电等离子烧结的烧结条件如下:烧结电流类型为直流脉冲电流、烧结温度为800～1200℃、保温时间为5～20min、烧结压力为30～70MPa、升温速率为25～80℃/min。

4.如权利要求1所述的一种原位自生碳化物弥散增强的多主元合金的制备方法，其特征在于：步骤2)所述的放电等离子烧结过程中，烧结设备腔体内的真空度＜15Pa。