[发明专利]一种沉淀强化CoCrNiAlNb多主元合金及其制备方法

说明书

本发明涉及金属材料技术领域，特别是涉及一种沉淀强化CoCrNiAlNb多主元合金及其制备方法。该方法通过熔炼制备母合金锭；将母合金锭通过电弧熔炼加热熔化，利用铜模铸造法浇铸成合金棒材；将合金棒材进行均匀化处理以及时效处理，获得沉淀强化CoCrNiAlNb多主元合金。本发明通过合金成分调控和热处理工艺获得高温下稳定的沉淀相，在几乎不损失室温力学性能的情况下，提高材料承温能力。且合金化成本低廉，制备流程短，工艺简单，使其在高温结构材料领域具有了更高的应用价值。

技术领域

本发明涉及金属材料技术领域，特别是涉及一种沉淀强化CoCrNiAlNb多主元合金及其制备方法。

背景技术

面心立方(FCC)多主元合金兼具优异的强度和塑性，在耐高温结构材料领域具有极大的潜在应用价值。但是传统的强化方式在高温下强化效果有限，尤其是一些沉淀相在高温下的溶解使材料强度大幅降低，这极大限制了材料的使用温度。因此，通过成分设计和制备及热处理工艺优化获得高温稳定的沉淀相，对于其在耐高温结构材料领域的应用具有重要意义。

发明内容

本发明的主要目的在于，提供一种沉淀强化CoCrNiAlNb多主元合金及其制备方法，所要解决的技术问题是在几乎不损失室温强度和塑性的条件下，获得高温下稳定的沉淀强化相，提高其承温能力，从而更加适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的：

一种沉淀强化CoCrNiAlNb多主元合金的制备方法，其包括如下步骤：

(1)制备NiAl中间合金锭：按预设成分配比称重，将镍原料和铝原料置于坩埚中，采用电弧熔炼制备NiAl中间合金锭；

(2)制备CoCrNb中间合金锭：按预设成分配比称重，将钴原料、铬原料和铌原料置于坩埚中，采用电弧熔炼制备CoCrNb中间合金锭；

(3)制备母合金锭：将上述的NiAl中间合金锭和CoCrNb中间合金锭同时置于坩埚中，反复通过电弧熔炼至成分均匀，得到母合金锭；

(4)制备合金棒材：将所述的母合金锭通过电弧熔炼加热熔化，利用铜模铸造法浇铸成合金棒材；

(5)沉淀强化CoCrNiAlNb多主元合金的热处理：将所述的合金棒材进行均匀化处理以及时效处理，获得沉淀强化CoCrNiAlNb多主元合金；

其中，所述的沉淀强化CoCrNiAlNb多主元合金为再结晶晶粒组织，晶内可见亚微米和纳米级沉淀相；Co、Cr和Ni的总原子百分比为88％～92％，其中Co、Cr和Ni的原子比为1:1:2，Al的原子百分比为4％～6％，Nb的原子百分比为4％～6％。

所述的沉淀强化CoCrNiAlNb多主元合金的制备方法，步骤(1)-(3)中均采用真空电弧熔炼，先将真空腔室预抽至真空度10^-4～10^-3Pa，然后充入高纯氩气至真空表显示4×10⁴～8×10⁴Pa，再进行电弧熔炼，熔炼电流为300～500A。

所述的沉淀强化CoCrNiAlNb多主元合金的制备方法，步骤(4)中采用真空电弧熔炼，先将真空腔室预抽至真空度10^-4～10^-3Pa，然后充入高纯氩气至真空表显示4×10⁴～8×10⁴Pa，再对母合金锭进行电弧熔炼，熔炼电流为300～400A。

所述的沉淀强化CoCrNiAlNb多主元合金的制备方法，步骤(4)中，采用电弧熔炼加热熔化后，合金熔体温度为合金熔点以上100～400℃，将合金熔体倒入相应尺寸的铜模中，获得合金棒材。