[发明专利]通过控制凝固过程制备亚稳相工程材料的方法

摘要

本发明涉及一种通过控制凝固过程来制备亚稳相工程材料的方法，原材料是质量比为铁79.9%-98%，锰2.0%-18.0%，碳0%-2.1%的合金，各组分质量之和100%，实验包括以下步骤：将1-2mm粒径的铁锰碳块状原材料混合加入真空喷铸系统中，经过感应电流加热到1400℃-1600℃，熔融成液体，冲氩气形成合适的压力差，将熔融液体喷入1-4mm尺寸腔体的铜模组合中以获得不同的冷却速度，形成厚度为1-4mm的薄板，经拉伸测试抗拉强度798.88MPa-923.60MPa，延伸率为16.82%-61.26%，强度积可达到56GPa%。该方法不需要进行热处理直接在凝固过程中析出的亚稳相和亚稳态组织，获得高性能的亚稳相工程材料，节省资源，防止能源的过多浪费，减轻环境污染。

主权项

通过控制凝固过程来制备亚稳相工程材料的方法，特征在于在材料凝固过程中控制冷却速度、温度梯度、材料的形状体积、加热温度和拉速影响因素，控制材料凝固所得到的亚稳相及组织，该方法包括以下操作步骤：A.以铁锰碳为原材料制备三元合金，质量比为铁79.9%‑98%，锰2.0%‑18.0%，碳0%‑2.1%，各组分质量之和100%；B.将原材料以颗粒状加入真空喷铸系统的石英管中，颗粒大小为1‑2mm，总质量为10g；C.使用感应电流加热至1400℃‑1600℃，熔融至合适粘度；D.通过石英管头部管道冲氩气，调节到合适的压力差，把熔化掉的金属液体注入铜模，腔体尺寸为1‑4mm，从而获得不同的冷却速率；E.得到抗拉强度798.88MPa‑923.60MPa，延伸率为16.82%‑61.26%，强度积可达到56GPa%的1‑4mm厚度的薄板。