本發(fā)明屬于合金材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高耐蝕高強韌fecrni系多主元合金及其制備方法。

背景技術(shù)：

高強韌、高耐腐蝕性能及良好加工性能材料是工程結(jié)構(gòu)材料的主要發(fā)展方向，在航空航天、海洋、汽車和石油等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。目前常見的有鈦合金、奧氏體不銹鋼等。鈦合金具有高強韌、耐腐蝕性能好、密度低等特點，目前在航空航天、海洋等高端領(lǐng)域應(yīng)用較多，然而因其活性高，熔煉、塑性加工等都非常困難，導(dǎo)致其價格昂貴，限制了大規(guī)模應(yīng)用。奧氏體不銹鋼(如304、316鋼等)具有良好的耐腐蝕性能、優(yōu)異的加工性能及相對較低的成本，是目前最主要的工程結(jié)構(gòu)材料之一，但其強度較低，且在化工、深海等重腐蝕領(lǐng)域的腐蝕性能明顯不足，難以滿足重載、重腐蝕的需求。

添加合金化元素可有效提高奧氏體不銹鋼的力學(xué)性能和耐蝕性能。如添加鎳、錳、鉬等元素可產(chǎn)生固溶強化和析出強化效果，有效提高合金強度，但同時會一定程度降低塑性和加工性能。添加鉻元素可以顯著提高其耐蝕性能，但添加量高于10％時，熔鑄不銹鋼相結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，易產(chǎn)生較多粗大富鉻σ相，塑性明顯下降。當(dāng)鉻含量超過26％時，其沖擊韌性會急劇下降，失去應(yīng)用價值。因此，如何在保證塑性和加工性能的同時，提高合金中cr及其它合金元素含量，是提高合金力學(xué)性能和耐蝕性能的關(guān)鍵。

多主元合金打破傳統(tǒng)金屬以單一元素作為主元的限制，即合金不再以單一元素為主，而是采用多種主要元素為基本組元。由于其具有高的混合熵，常常傾向于形成簡單的fcc或bcc單相固溶體結(jié)構(gòu)，而不形成金屬間化合物或者其它復(fù)雜有序相。因此，在奧氏體不銹鋼中引入多主元合金的高熵效應(yīng)有望實現(xiàn)合金微觀結(jié)構(gòu)的簡單化，獲得抗腐蝕性能優(yōu)異、強度與延展性兼得的新型不銹金屬材料。

然而，隨著cr含量進一步提高，即使是多主元合金，在熔煉鑄造過程中也易出現(xiàn)成分偏析、組織粗大、相結(jié)構(gòu)復(fù)雜等問題。粉末冶金作為一種固態(tài)擴散成形方法，可避免成分偏析，有效解決鑄造合金中相結(jié)構(gòu)雜亂、成分偏析嚴(yán)重、組織粗大等問題，在復(fù)雜成分合金的制備中應(yīng)用越來越廣泛。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對航空航天、海洋、汽車和石油等領(lǐng)域?qū)Ω吣臀g高強韌性材料的迫切需求，本發(fā)明的目的在于提供一種高耐蝕高強韌性fecrni系多主元合金及其制備方法。該多主元成分合金以奧氏體不銹鋼常用的fe、cr、ni作為主組元，此外可選擇性的根據(jù)需求少量添加mn、mo、ti等元素作為添加組元，采用粉末冶金法制備，所得fecrni系多主元合金具有高cr含量，同時避免有害第二相(σ相)的生成，實現(xiàn)了在高腐蝕抗力的同時還具有高強韌性和良好加工性。

為達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明一種高耐蝕高強韌性fecrni系多主元合金，所述fecrni系多主元合金包含fe、cr、ni；其中cr在fecrni系多主元合金中的摩爾分?jǐn)?shù)≥25％；所述fecrni系多主元合金是一種單相fcc結(jié)構(gòu)，其中第二相(σ相)的含量≤2vol.％。

優(yōu)選的方案，所述cr在fecrni系多主元合金中的摩爾分?jǐn)?shù)為25％～40％，ni在fecrni系多主元合金中的摩爾分?jǐn)?shù)為25％～35％；且(fe+cr+ni)在fecrni系多主元合金中的摩爾分?jǐn)?shù)≥95％。

在本發(fā)明中，(fe+cr+ni)是指fe、cr、ni在fecrni系多主元合金總的摩爾分?jǐn)?shù)占比。

優(yōu)選的方案，所述第二相的含量為≤0.5％。

優(yōu)選的方案，所述fecrni系多主元合金還包含mn、mo、ti中的至少一種。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，當(dāng)加入少量的mn、mo、ti作為微合金組元，可以進一步對fecrni系多主元合金產(chǎn)生固溶強化效果。

進一步的優(yōu)選，所述mn在fecrni系多主元合金中的摩爾分?jǐn)?shù)為0～3％。

進一步的優(yōu)選，所述ti在fecrni系多主元合金中的摩爾分?jǐn)?shù)為0～3％。

進一步的優(yōu)選，所述mo在fecrni系多主元合金中的摩爾分?jǐn)?shù)0～3％。

本發(fā)明一種高耐蝕高強韌fecrni系多主元合金的制備方法，以fecrni系多主元合金預(yù)合金粉末為原料，成形即獲得第二相含量≤2vol.％的fecrni系多主元合金，所述成形選自熱擠壓成形、增材制造成型、熱等靜壓成形、熱壓燒結(jié)成形中的一種。

優(yōu)選的方案，所述fecrni系多主元合金預(yù)合金粉末采用氣霧法制備。在實際操作過程中，優(yōu)選采用氬氣作為氣霧化的氣體。

優(yōu)選的方案，所述fecrni系多主元合金預(yù)合金粉末的粒徑為15～100μm，氧含量≤600ppm。

進一步的優(yōu)選，所述fecrni系多主元合金預(yù)合金粉末的制備過程為：按設(shè)計比例配取各原料，將各原料混合均勻，加熱至熔化，然后在氬氣氣氛下經(jīng)氣霧化制得fecrni系多主元合金粉末。

在本發(fā)明中，采用氣霧化法制備時選用低雜質(zhì)含量的原料。優(yōu)選為高純度的fe、cr、ni、mo、mn、ti等粒狀/塊狀金屬，其純度≥99.9％。

在本發(fā)明中，通過粉末成形過程中，幾乎不存在質(zhì)量損失，因此根據(jù)fecrni系多主元合金的成份中各元素的關(guān)系，配取各原料粉末即可。

優(yōu)選的方案，所述成形為熱等靜壓成形，熱等靜壓成形的工藝為：將fecrni系多主元合金預(yù)合金粉末裝入包套中，震實、抽氣、密封處理，獲得裝有fecrni系多主元合金粉末的包套；將裝有fecrni系多主元合金預(yù)合金粉末的包套進行熱等靜壓成形，即得第二相含量≤2vol.％的fecrni系多主元合金；所述熱等靜壓成形的溫度為1100～1200℃，時間為1.5～2.5h，熱等靜壓成形的壓力為130～200mpa。

發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，采用熱等靜壓致密化成形，可以獲得合金晶粒尺寸較細(xì)、成分均勻、結(jié)構(gòu)致密的fecrni系多主元合金，較鑄態(tài)合金具有明顯的組織結(jié)構(gòu)和性能上的優(yōu)勢，其析出第二相(σ相)的含量≤2vol％，所得fecrni系多主元合金的屈服強度、抗拉強度和延伸率分別達到642mpa、1003mpa和32％，強度較常規(guī)的商用304不銹鋼的強度提高了約200％以上，同時保持了良好的拉伸塑性和加工性能。

進一步的優(yōu)選，所述抽氣溫度為500～600℃，抽氣時間為6～24h。

在實際操作過程中，抽氣的時間根據(jù)包套大小以及抽氣設(shè)備的功率、效果而做適應(yīng)性的調(diào)整。

優(yōu)選的方案，所述成形為熱擠壓成形，熱擠壓成形的工藝為：將fecrni系多主元合金預(yù)合金粉末裝入包套中，震實、抽氣、密封處理，獲得裝有fecrni系多主元合金粉末的包套，將裝有fecrni系多主元合金粉末的包套加熱至1100～1200℃，保溫≤90min后擠壓，擠壓比為7～12:1，擠壓完成后所得坯料空冷至室溫，所述空冷速度≥50℃/min，獲得第二相(σ相)含量≤0.5vol.％的fecrni系多主元成分合金。

進一步的優(yōu)選，保溫完成后至擠壓完成的時間≤1min。

在實際操作過程中，fecrni系多主元合金粉末的包套保溫完成后，立即進行擠壓變形，通過本發(fā)明在大擠壓比下的短時間快速擠壓操作(快速致密化)，結(jié)合快速冷卻，可以更加有效避免有害第二相(σ相)的析出，獲得組織均勻、晶粒細(xì)小的單相fecrni系多主元合金，所得fecrni系多主元合金的屈服強度、抗拉強度和延伸率分別達到644mpa、1035mpa和54％，由于幾乎完全沒有有害第二相(σ相)的析出，因此其延伸率高達54％，同時該合金還具有優(yōu)異的耐腐蝕性能。

在實際操作過程中，可以采用簡單的空冷來實現(xiàn)本發(fā)明熱擠壓成形的冷卻速度要求，當(dāng)然在實際操作過程中，需要根據(jù)天氣，采用風(fēng)機等輔助以達到所需的冷卻速度，通過短時間快速冷卻形成過飽和單相固溶體，避免第二相的析出。

進一步的優(yōu)選，所述fecrni系多主元合金預(yù)合金粉末的粒徑為30～100μm，氧含量≤600ppm。采用該粒徑范圍內(nèi)的粉末，熱擠壓成形的坯料最為致密。

優(yōu)選的方案，所述包套材料為碳鋼或不銹鋼，優(yōu)選為45#鋼、304不銹鋼、316不銹鋼。

優(yōu)選的方案，所述抽氣的溫度為500～600℃，抽氣的時間為6～24h。

在實際操作過程中，抽氣的時間根據(jù)包套大小以及抽氣設(shè)備的功率、效果而做適應(yīng)性的調(diào)整。

優(yōu)選的方案，將裝有fecrni系多主元合金粉末的包套以50～100℃/min的升溫速率升溫至1100～1200℃，保溫30～60min后擠壓，擠壓比為7～10:1，擠出后的坯料空冷至室溫。

優(yōu)選的方案，所述成形方法為增材制造成型；進一步優(yōu)選為選區(qū)激光熔化成型。

進一步的優(yōu)選，所述選區(qū)激光熔化成型的工藝為：以fecrni系多主元合金粉末逐層鋪設(shè)于區(qū)激光熔化成型裝置的基板上，根據(jù)三維模型進行逐層激光掃描，熔化、凝固后即得第二相含量≤0.5vol.％的fecrni系多主元合金，所述激光掃描過程中，激光功率為300～350w，掃描速度為800～1200mm/s，層厚為0.04～0.06mm，掃描間距為0.10～0.12mm；所述凝固時，控制熔池的冷卻速率為105～106k/s。

進一步的優(yōu)選，所述fecrni系多主元合金預(yù)合金粉末的粒徑為15～50μm，氧含量≤600ppm。

進一步的優(yōu)選，增材制造成型后所得坯體進行退火，所述退火的溫度為350～450℃，退火的時間為2～4h。經(jīng)過低溫短時退火，消除應(yīng)力。

發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過在上述參數(shù)下的選區(qū)激光熔化成型，同樣獲得幾乎無第二相(σ相)析出的組織均勻細(xì)小的近單相fecrni系多主元合金，尤其意外的是，采用選區(qū)激光熔化成型所得fecrni系多主元合金屈服強度高達783mpa。在本發(fā)明中，利用其高達105～106k/s的冷卻速率，使得合金原料粉體熔化后在極快的冷卻速度下實現(xiàn)非平衡凝固，合金元素分布均勻，各元素均無偏析，抑制了有害第二相(σ相)的形成。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益的技術(shù)效果：

1、本發(fā)明得到的fecrni系多主元合金的強度和耐蝕性能均明顯優(yōu)于現(xiàn)有商用奧氏體不銹鋼(如304、316l等)。其室溫屈服強度達到640～780mpa，較常規(guī)的商用304不銹鋼的強度可提高200％以上，同時還保持了和奧氏體不銹鋼相近的延伸率；此外，其耐腐蝕性能也顯著優(yōu)于奧氏體不銹鋼(如304、316l等)。

2、本發(fā)明得到的fecrni系多主元合金所選用的合金化元素價格低廉，其原料成本接近于奧氏體不銹鋼，遠低于鈦合金。

3、本發(fā)明所用的合金制備方法，即粉末冶金法，是常規(guī)方法無法替代的制備具備簡單相結(jié)構(gòu)多主元合金材料的新方法。一方面，本發(fā)明制備預(yù)合金粉過程的快速冷卻使得其具有高過飽和固溶度；另一方面，通過優(yōu)化成形的工藝，采用快速致密化方式，可以避免鑄造合金中的成分偏析、相結(jié)構(gòu)雜亂等本質(zhì)缺陷，有效的減少了有害第二相(σ相)的產(chǎn)生，獲得組織均勻細(xì)小、相結(jié)構(gòu)簡單的fecrni系多主元合金，從而使得所得fecrni系多主元合金在具備高腐蝕抗力的同時保持優(yōu)異強韌性及加工性能。

總之，本發(fā)明提出了基于奧氏體不銹鋼常用的fe、cr、ni作為主組元，以mo、mn、ti等作為添加組元混合形成的新型fecrni系多主元合金。該合金采用粉末冶金工藝制備，利用多主元合金的高熵效應(yīng)和粉末冶金的深過冷高過飽和固溶效應(yīng)實現(xiàn)高含量cr元素的過飽和固溶，獲得具有簡單fcc相結(jié)構(gòu)的fecrni系多主元合金。

本發(fā)明所采用的制備方法操作便捷，易于控制，效果穩(wěn)定，適用性廣，通用性強，所得合金具有高強度、高韌性、良好加工性及優(yōu)異的耐腐蝕性，有望在航空航天、海洋、汽車和石油等苛刻工況環(huán)境下應(yīng)用。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例1中熱擠壓成形工藝制備的fecrni系多主元合金的檢測圖譜，其中圖1(a)為xrd圖，圖1(b)為eds元素分析圖；

圖2為本發(fā)明實施例1中熱擠壓成形工藝制備的fecrni系多主元合金的拉伸應(yīng)力應(yīng)變曲線圖；

圖3為本發(fā)明實施例1中熱擠壓成形工藝制備的fecrni系多主元合金的測試圖譜，其中圖3(a)為動電位極化曲線，圖3(b)為nyquist曲線；

圖4為本發(fā)明實施例2中選區(qū)激光熔化成型工藝制備的fecrni系多主元合金的檢測圖譜，其中圖4(a)為xrd圖，圖4(b)eds元素分析圖；

圖5為本發(fā)明實施例2中選區(qū)激光熔化成型工藝制備的fecrni系多主元合金的拉伸應(yīng)力應(yīng)變曲線圖；

圖6為本發(fā)明實施例3中熱等靜壓成形工藝制備的fecrni系多主元合金的檢測圖譜，其中，圖6(a)為微觀結(jié)構(gòu)圖，圖6(b)為拉伸應(yīng)力應(yīng)變曲線圖。

具體實施方式

為了便于理解本發(fā)明，下文將結(jié)合說明書附圖和較佳的實施例對本文發(fā)明做更全面、細(xì)致地描述，但本發(fā)明的保護范圍并不限于以下具體實施例。

除非另有定義，下文中所使用的所有專業(yè)術(shù)語與本領(lǐng)域技術(shù)人員通常理解含義相同。本文中所使用的專業(yè)術(shù)語只是為了描述具體實施例的目的，并不是旨在限制本發(fā)明的保護范圍。

除非另有特別說明，本發(fā)明中用到的各種原材料、試劑、儀器和設(shè)備等均可通過市場購買得到或者可通過現(xiàn)有方法制備得到。

實施例1(熱擠壓快速致密化成形)

采用氣霧化方法制備fecrni系多主元合金粉末(fe33.33cr33.33ni33.33(at.％))，通過機械振動篩分選取粒徑約為30～100微米的合金粉末，將合金粉末裝進45#鋼包套中(包套尺寸：外徑85mm、內(nèi)徑50mm、高度150mm)，并震實，隨后對包套進行抽氣和密封處理，抽氣溫度為500℃，抽氣時間為12小時。

包套擠壓工藝參數(shù)：以50℃/min的速率升溫至1150℃，保溫60分鐘后進行擠壓，擠壓溫度為1150℃，擠壓比為7:1，擠壓過程時間小于1min。擠出后的坯料，以50℃/min冷卻速度冷卻，隨后采用機械方法去除包套，獲得最終的所需的fecrni系多主元成分合金樣品。

所制備的fecrni系多主元合金為單相fcc結(jié)構(gòu)，主要組元fe、cr、ni分布均勻，無明顯成分偏析，幾乎看不到第二相的析出(見圖1(a)以及圖1(b))。該合金的室溫屈服強度、抗拉強度和拉伸延伸率分別達到644mpa、1035mpa和54％，強度較常規(guī)的商用304不銹鋼的強度提高了約200％以上，同時保持了良好的拉伸塑性和加工性能(見圖2)。在3.5wt.％nacl溶液中室溫下fecrni系多主元合金的自腐蝕電位(-221mvsce)和腐蝕電流密度(0.045μa/cm2)均明顯優(yōu)于304不銹鋼的自腐蝕電位(-290mvsce)和腐蝕電流密度(0.184μa/cm2)，其耐蝕性能要明顯優(yōu)于304不銹鋼(見圖3(a)及圖3(b))。

實施例2(選區(qū)激光熔化快速成型)

采用氣霧化方法制備fecrni系多主元合金粉末(fe33.33cr33.33ni33.33(at.％))，通過機械振動篩分選取粒徑為15～50微米的合金粉末，將合金粉末裝進真空干燥箱中干燥12小時，然后fecrni系多主元合金粉末逐層鋪設(shè)于激光選區(qū)熔化成形裝置的基板上，根據(jù)三維模型進行層層激光掃描，熔化、凝固成形，選區(qū)激光熔化工藝參數(shù)：基板預(yù)熱溫度為100℃，保護氣氛為氬氣，激光功率為350w，掃描速度為1200mm/s，層厚為0.05mm，掃描間距為0.11mm，熔池的冷卻速度約為106k/s，選區(qū)激光熔化成型后的坯料于400℃下去應(yīng)力退火3小時。隨后采用線切割方法取下樣品，獲得最終的所需的fecrni系多主元合金樣品。

所制備的fecrni系多主元合金為單相fcc結(jié)構(gòu)，主要組元fe、cr、ni分布均勻，無明顯成分偏析，幾乎看不到第二相的析出((見圖3(a)及圖3(b))。該合金的屈服強度、抗拉強度和延伸率分別達到783mpa、1033mpa和33.3％，強度較常規(guī)的商用304不銹鋼提高約230％以上，同時保持良好的拉伸塑性和加工性能(見圖5)。

實施例3(熱等靜壓致密化成形)

采用氣霧化方法制備fecrni系多主元合金粉末(fe33.33cr33.33ni33.33(at.％))，通過機械振動篩分選取粒徑約為30～100微米的合金粉末，將合金粉末裝進45#鋼包套中(包套尺寸：外徑100mm、內(nèi)徑80mm、高度150mm)，并震實，隨后對包套進行抽氣和密封處理，抽氣溫度為500℃，抽氣時間為12小時。

熱等靜壓工藝參數(shù)：以5℃/min的速率升溫至1150℃，熱等靜壓溫度為1150℃，熱等靜壓時間為2h，熱等靜壓壓力為150mpa，熱等靜壓后的坯料隨爐冷至室溫。隨后采用機械方法去除包套，獲得最終的所需的fecrni系多主元成分合金樣品。從圖6(a)中可以看到，僅略有少量第二相析出。

所制備的fecrni系多主元合金的室溫屈服強度、抗拉強度和拉伸延伸率分別達到642mpa、1003mpa和32％，強度較常規(guī)的商用304不銹鋼的強度提高了約200％以上，同時保持了良好的拉伸塑性和加工性能(見圖6(b))。

對比例1

采用氣霧化方法制備fecrni系多主元合金粉末(fe33.33cr33.33ni33.33(at.％))，通過機械振動篩分選取粒徑為30～100微米的合金粉末，將合金粉末裝進45#鋼包套中(包套尺寸：外徑85mm、內(nèi)徑50mm、高度150mm)，并震實，隨后對包套進行抽氣和密封處理，抽氣溫度為500℃，抽氣時間為12小時。

包套擠壓工藝參數(shù)：以50℃/min的速率升溫至1150℃，保溫60分鐘后進行擠壓，擠壓溫度為1150℃，擠壓比為4:1，保溫完成后至擠壓完成的時間≤1min。擠出后的坯料，以50℃/min冷卻速度冷卻至室溫，隨后采用機械方法去除包套，該實施例獲得fecrni系多主元合金樣品強度和塑性均較低，該實驗失敗。分析原因，因為熱擠壓比較低，導(dǎo)致材料在變形過程中變形量較小，致密化不完全，晶粒細(xì)化不徹底，導(dǎo)致力學(xué)性能低下。

對比例2

采用氣霧化方法制備fecrni系多主元合金粉末(fe33.33cr33.33ni33.33(at.％))，通過機械振動篩分選取粒徑為15～50微米的合金粉末，將合金粉末裝進真空干燥箱中干燥12小時。然后fecrni系多主元合金粉末逐層鋪設(shè)于激光選區(qū)熔化成形裝置的基板上，根據(jù)三維模型進行層層激光掃描，熔化、凝固成形，選區(qū)激光熔化工藝參數(shù)：基板預(yù)熱溫度為100℃，保護氣氛為氬氣，激光功率為250w，掃描速度為2000mm/s，層厚為0.05mm，掃描間距為0.11mm。選區(qū)激光熔化成型后的坯料于400℃下去應(yīng)力退火3小時。隨后采用線切割方法取下樣品，該實施例獲得fecrni系多主元合金樣品強度和塑性均較低，該實驗失敗。分析原因，因為選區(qū)激光熔化成型過程中能量密度低，致密化不完全，孔隙率高，導(dǎo)致其強度和塑性均顯著下降。

技術(shù)特征：

1.一種高耐蝕高強韌fecrni系多主元合金，其特征在于：所述fecrni系多主元合金包含fe、cr、ni，其中cr在fecrni系多主元合金中的摩爾分?jǐn)?shù)≥25％；所述fecrni系多主元合金具有單相fcc結(jié)構(gòu)，其中第二相的含量≤2vol.％。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高耐蝕高強韌fecrni系多主元合金，其特征在于：所述cr在fecrni系多主元合金中的摩爾分?jǐn)?shù)為25％～40％，ni在fecrni系多主元合金中的摩爾分?jǐn)?shù)為25％～35％；且(fe+cr+ni)在fecrni系多主元合金中的摩爾分?jǐn)?shù)≥95％。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種高耐蝕高強韌性fecrni系多主元合金，其特征在于：所述fecrni系多主元合金還包含mn、mo、ti中的至少一種；所述mn在fecrni系多主元合金中的摩爾分?jǐn)?shù)為0～3％；所述ti在fecrni系多主元合金中的摩爾分?jǐn)?shù)為0～3％；所述mo在fecrni系多主元合金中的摩爾分?jǐn)?shù)0～3％。

4.制備如權(quán)利要求1-3任意一項所述的一種高耐蝕高強韌fecrni系多主元合金的方法，其特征在于：以fecrni系多主元合金預(yù)合金粉末為原料，成形后獲得第二相含量≤2vol.％的fecrni系多主元合金，所述成形選自熱擠壓成形、增材制造成型、熱等靜壓成形、熱壓燒結(jié)成形中的一種。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種高耐蝕高強韌fecrni系多主元合金的制備方法；其特征在于：所述fecrni系多主元合金預(yù)合金粉末的粒徑為15～150μm，氧含量≤600ppm；所述fecrni系多主元合金預(yù)合金粉末采用氣霧化法制備。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種高耐蝕高強韌fecrni系多主元合金的制備方法；其特征在于：所述成形為熱等靜壓成形，熱等靜壓成形的工藝為：將fecrni系多主元合金預(yù)合金粉末裝入包套中，震實、抽氣、密封處理，獲得裝有fecrni系多主元合金粉末的包套；將裝有fecrni系多主元合金預(yù)合金粉末的包套進行熱等靜壓成形，即得第二相含量≤2vol.％的fecrni系多主元合金；所述熱等靜壓成形的溫度為1100～1200℃，時間為1.5～2.5h，熱等靜壓成形的壓力為130～200mpa。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種高耐蝕高強韌fecrni系多主元合金的制備方法；其特征在于：所述成形為熱擠壓成形，熱擠壓成形的工藝為：將fecrni系多主元合金預(yù)合金粉末裝入包套中，震實、抽氣、密封處理，獲得裝有fecrni系多主元合金粉末的包套，將裝有fecrni系多主元合金粉末的包套加熱至1100～1200℃，保溫≤90min后擠壓，擠壓比為7～12:1，擠壓完成后所得坯料空冷至室溫，所述空冷速度≥50℃/min，獲得第二相含量≤0.5vol.％的fecrni系多主元成分合金。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種高耐蝕高強韌fecrni系多主元合金的制備方法；其特征在于：所述抽氣的溫度為500～600℃，抽氣的時間為6～24h；所述保溫完成后至擠壓完成的時間≤1min。

9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種高耐蝕高強韌fecrni系多主元合金的制備方法；其特征在于：所述成形為增材制造成型，優(yōu)選為選區(qū)激光熔化成型，所述選區(qū)激光熔化成型的工藝為：將fecrni系多主元合金粉末逐層鋪設(shè)于選區(qū)激光熔化成型裝置的基板上，根據(jù)三維模型進行逐層激光掃描，熔化、凝固后即得到第二相含量≤0.5vol.％的fecrni系多主元合金，所述激光掃描過程中，激光功率為300～350w，掃描速度為800～1200mm/s，層厚為0.04～0.06mm，掃描間距為0.10～0.12mm；所述凝固時，控制熔池的冷卻速率為105～106k/s。

10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種高耐蝕高強韌fecrni系多主元合金的制備方法；其特征在于：增材制造成型后所得坯體進行退火，所述退火的溫度為350～450℃，退火的時間為2～4h。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明公開了一種高耐蝕高強韌FeCrNi系多主元合金及其制備方法，所述FeCrNi系多主元合金包含F(xiàn)e、Cr、Ni三種主組元，同時可選取Mn、Mo、Ti之中的至少一種作為微合金化組元；其中Cr在FeCrNi系多主元合金中的摩爾分?jǐn)?shù)≥25％；所述FeCrNi系多主元合金具有單相FCC結(jié)構(gòu)，其中第二相(σ相)在FeCrNi系多主元合金中的含量≤2vol.％，本發(fā)明的制備方法為粉末冶金方法，利用多主元合金的高熵效應(yīng)和粉末冶金的深過冷高過飽和固溶效應(yīng)實現(xiàn)高含量Cr元素的過飽和固溶，獲得具有簡單FCC相結(jié)構(gòu)的FeCrNi系多主元合金，所得FeCrNi系多主元合金在具備高腐蝕抗力的同時保持優(yōu)異的強韌性及加工性能。

技術(shù)研發(fā)人員：劉彬;付遨;劉詠

受保護的技術(shù)使用者：中南大學(xué)

技術(shù)研發(fā)日：2020.03.06

技術(shù)公布日：2020.06.23