[发明专利]一种氧化物弥散强化铁素体/马氏体钢及制备方法

摘要

本发明涉及一种具有优异高温强度和良好抗氧化能力的氧化物弥散强化铁素体/马氏体钢及其制备方法，其成分包括(8‑10)％Cr，(0.5‑2)％W，(1.5‑5.5)％Al，(0.1‑0.4)％V，(0.1‑0.5)Mn，(0‑1.0)％Zr，(0‑1.0)％Hf，(0.25‑0.5)％Y2O3，C、N含量控制在0.1％以下，其中至少含Hf、Zr中一种；雾化粉含氧量控制在0.05wt.％以下，选择粒度为50‑200目雾化粉与Al、Zr、Hf与Y2O3粉末机械合金化，得到粉末尺寸为90‑200μm，使用硅酸盐玻璃包套压制成型，850℃开始加压到120‑180MPa，采用850‑950℃和1050‑1150℃各保温1h的两段烧结方式，最后得到铁素体/马氏体弥散强化钢在700℃的抗拉强度为250‑320MPa，延伸率为18％‑32％；所述的弥散强化钢在保证高温强度和塑性的前提下，氧化性能也大幅度的提高，在850℃经过100h氧化后，氧化增重仅为0.0327‑0.098mg/cm3。

主权项

一种氧化物弥散强化铁素体/马氏体钢的制备方法，其特征在于：(1)成分为8‑10％Cr，0.5‑2％W，1.5‑5.5％Al，0.1‑0.4％V，0.1‑0.5％Mn，0‑1.0％Zr，0‑1.0％Hf，0.25‑0.5％Y2O3，纯度均为99.9％，C、N含量小于0.1％，其余为Fe，以上均为质量百分数，且至少含有Hf、Zr的一种；(2)将除Y2O3、Zr、Hf、Al之外的全部元素按照步骤(1)中的质量百分数采用Ar气雾化法制备合金粉，其中雾化压力为3‑5MPa，合金冷却速率5×103℃/s，氧含量控制在0.05wt.％以下，并筛选粒度为50‑200目的粒子作为机械合金化的备用粉；(3)将上述机械合金化的备用粉与步骤(1)中的Y2O3、Zr、Hf、Al在手操箱中全程Ar气保护下装球磨罐，机械合金化参数为：球料比，即球磨介质与物料的质量比为6‑8∶1，球磨介质为不锈钢球，转速设定为280‑400r/min，按照球磨1‑4小时后冷却1小时的方式进行多次循环球磨，球磨总时间为25‑60h，得到机械合金化粉末；(4)采用热等静压进行烧结，采用硅酸盐玻璃包套压制成型，从850℃开始逐渐加压，烧结制度为先升温至850‑950℃保温1小时，再升温至1050‑1150℃保温1小时，烧结压力为120‑180MPa，制得具有纳米弥散相为密排六方结构YAlO3相，正交晶系YAlO3相，YAM(Al2Y4O9)，YAG(Y3Al5O12)，Y2Hf2O7，Y4Zr3O12中的一种或几种的具有优异高温强度和抗氧化性能的含铝氧化物弥散强化铁素体/马氏体钢。