[发明专利]一种掺杂纳米晶刚玉硬质点弥散相的高锰钢的制备方法

权利要求书

1.一种掺杂纳米晶刚玉硬质点弥散相的高锰钢的制备方法，其特征在于，高锰钢由以下重量百分比的组分组成：Mn：10.0~17.0%；C：0~1.50%；Si：0.3~1.0%；S：<0.040%；P：<0.070%；Cr：l.5~2.5%；Ti：0~2.5%；Mo：0~1.2%；纳米晶刚玉：0.50~12.5%；其余为Fe；包括以下步骤：

步骤一、将纳米晶勃姆石在500~600℃下预烧10~60min，然后以10~50℃/min的降温速率急冷至室温，制得纳米初品；然后将纳米初品置于1100~1600℃下煅烧10min~3h，然后以40~50℃/min的降温速率急冷至室温，制得纳米晶刚玉，备用；

步骤二、按照重量百分比，将Mn、C、Si、S、P、Cr、Ti、Mo和Fe加入到氩气保护气氛的熔炼炉内进行熔炼，至全部融化形成熔液后，加入纳米晶刚玉，继续加热处理1~10h，然后，将温度为1370~1420℃的熔液加入铸模中成型，得到铸锭；

步骤三、将铸锭置于1050~1100℃下保温5~8h，然后在200~460℃下保温1h，并升温至520℃下保温1h，再在580~850℃下保温1h，即得高锰钢。

2.根据权利要求1所述的一种掺杂纳米晶刚玉硬质点弥散相的高锰钢的制备方法，其特征在于：纳米晶刚玉为颗粒尺寸为20~200nm的α-Al₂O₃。

3.根据权利要求1所述的一种掺杂纳米晶刚玉硬质点弥散相的高锰钢的制备方法，其特征在于：步骤一所采用的纳米晶勃姆石的制备方法为：

a、将氢氧化钾溶液和Al₂(SO₄)₃·18H₂O溶液进行混合，至混合溶液的Ph为7~10，在常温下搅拌后，转入温度为102~170℃的高压釜中，反应5~10h后，制得固相产物，将固相产物经过抽滤、淋洗循环1~4次，制得纳米晶勃姆石固液混合体，备用；

b、将纳米晶勃姆石固液混合体置于拜耳法母液中，于100℃下恒温水浴加热1~5h，自然冷却至室温后，将析晶产物经过抽滤、淋洗循环1~3次，烘干后球磨，并将研磨后的粉体在去离子水中超声分散1h，静止24h，烘干，制得纳米晶勃姆石。

4.根据权利要求1所述的一种掺杂纳米晶刚玉硬质点弥散相的高锰钢的制备方法，其特征在于：步骤二的熔炼方法为：将高频真空熔炼炉抽真空至炉内压强为0.05Pa，充入氩气至炉内压强达到0.05MPa，按照权利要求1重量百分比，加入Mo、Si、C、S、P以及部分的Fe，在100℃以下烤料15min，然后在1000℃以下熔炼10min，再分别以Ti-Fe、Mn-Fe和Cr-Fe中间合金的形式加入Ti、Mn、Cr和剩余的Fe，然后在1200~1350℃的温度下熔炼，至原料全部熔融形成熔液。