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低氫脆高韌性海綿鋯基復(fù)合材料及其制備方法

395   編輯:中冶有色網(wǎng)   來源:遼寧省輕工設(shè)計(jì)院有限公司  
2025-04-28 15:57:50
權(quán)利要求 1.一種低氫脆高韌性海綿鋯基復(fù)合材料的制備方法,其特征在于,包括以下步驟: S1.原料預(yù)處理與機(jī)械合金化:以海綿鋯粉與納米碳黑為原料混合后進(jìn)行機(jī)械合金化,獲得Zr-C復(fù)合粉末; S2.熱等靜壓致密化與原位合成:將步驟S1所得Zr-C復(fù)合粉末進(jìn)行熱等靜壓致密化,原位合成納米ZrC彌散增強(qiáng)鋯基復(fù)合材料坯體; S3.表面機(jī)械研磨處理:將步驟S2的坯體進(jìn)行表面機(jī)械研磨處理,形成表層納米晶結(jié)構(gòu); S4.多階段溫軋與晶界梯度調(diào)控:將步驟S3處理后的坯體依次進(jìn)行初次軋制和芯部軋制獲得梯度結(jié)構(gòu)坯體; S5.分區(qū)退火穩(wěn)定梯度晶界:將步驟S4處理后的坯體依次進(jìn)行表層退火和芯部退火,最終獲得低氫脆高韌性海綿鋯基復(fù)合材料。 2.如權(quán)利要求1所述的一種低氫脆高韌性海綿鋯基復(fù)合材料的制備方法,其特征在于,所述步驟S1的詳細(xì)過程為:以海綿鋯粉和碳黑按質(zhì)量比(97.0~98.0):(2.0~3.0)混合,將混合粉末置于高能行星球磨機(jī)中,在氬氣保護(hù)下進(jìn)行機(jī)械合金化,球磨參數(shù)設(shè)定如下:球料比為(10.0~12.0):1,轉(zhuǎn)速為300~350rpm,球磨時(shí)間為25~30h,獲得Zr-C復(fù)合粉末。 3.如權(quán)利要求1所述的一種低氫脆高韌性海綿鋯基復(fù)合材料的制備方法,其特征在于,所述步驟S2的詳細(xì)過程為:將步驟S1所得Zr-C復(fù)合粉末裝入軟鋼包套,抽真空至≤5×10?3Pa后,采用電子束封焊進(jìn)行密封,將密封后的粉末包套置于熱等靜壓爐中,以升溫速率10~15℃/min加熱至1200~1250℃,施加壓力120~150MPa,保溫保壓180~240min,反應(yīng)完成后,以冷卻速率為6.0~12.0℃/min速率降至室溫。 4.如權(quán)利要求1所述的一種低氫脆高韌性海綿鋯基復(fù)合材料的制備方法,其特征在于,所述步驟S3的詳細(xì)過程為:將步驟S2所得坯體置于超聲表面機(jī)械研磨設(shè)備中,采用WC-Co磨球,設(shè)置振動(dòng)頻率為20~25kHz,振幅為50~60μm,處理時(shí)間為50~60min,處理過程中采取氬氣噴射冷卻,處理完成后,采用氬氣噴射冷卻,冷卻速率為40~50℃/s。 5.如權(quán)利要求1所述的一種低氫脆高韌性海綿鋯基復(fù)合材料的制備方法,其特征在于,所述步驟S4中的初次軋制的詳細(xì)過程為:將
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