[发明专利]一种Fe-Mn-Al-C-M多主元轻质高强合金及其制备方法

权利要求书

1.一种Fe-Mn-Al-C-M多主元轻质合金，其特征在于合金化学成分按原子百分比为：Fe34.0～38.0％，Mn31～37％，Al21.0～23.0％，C3.5～5.0％，M0.25～10％，M为Cr、Ti、V、Si、N中的一种或几种，且Cr0～10％；Ti0～1.5％,V0～1.5％，Si0～2％，N0～1.7％。

2.如权利要求1所述一种Fe-Mn-Al-C-M多主元轻质合金，其特征在于合金化学成分按原子百分比优选范围为：Fe34.0～36.5％，Mn31～34.5％，Al22.5％；C4.3％，Cr2～6％。

3.如权利要求1所述一种Fe-Mn-Al-C-M多主元轻质合金，其特征在于合金化学成分按原子百分比优选范围为：Fe34.0～37.5％，Mn34.5～36.3％，Al22.5％；C4.5％，Ti0.25～1％。

4.如权利要求1所述一种Fe-Mn-Al-C-M多主元轻质合金，其特征在于合金化学成分按原子百分比优选范围为：Fe34.0～37.0％，Mn34～36％，Al22.5％；C4.5％，Ti0.75％，V0.1～1％。

5.如权利要求1所述一种Fe-Mn-Al-C-M多主元轻质合金，其特征在于合金化学成分按原子百分比优选范围为：Fe34.0～37.0％，Mn31～35％，Al22.5％；C3.7％，Cr4％，N0.3～0.9％。

6.如权利要求1所述一种Fe-Mn-Al-C-M多主元轻质合金，其特征在于合金化学成分按原子百分比优选范围为：Fe34.0～37.0％，Mn31～35％，Al21.9％；C4.1％，Cr3.1％，N1.7％，Si0.2％。

7.如权利要求1-6所述一种Fe-Mn-Al-C-M多主元轻质合金的制备方法，其特征在于制备方法包括以下步骤：

1)将纯度为99.9％以上的冶金原料Fe、Mn、Al、Cr、Ti、V、C、Si和氮化铬铁,采用机械打磨或酸洗去除原料金属的表面氧化皮，供配置合金使用；

2)按摩尔比转化为质量比精确称量配比，Mn原料另增加5％质量以补偿熔炼损耗，然后用无水乙醇超声波震荡清洗原料；

3)将合金进行熔炼，把熔化的合金熔体吸铸或浇铸到模具中，获得多主元轻质合金板状或棒状材料；

4)将多主元轻质合金板状或棒状样品，进行均匀化和固溶处理。

8.如权利要求7所述一种Fe-Mn-Al-C-M多主元轻质合金的制备方法，其特征在于所述的熔炼为真空非自耗电弧熔炼，真空度数值低于5×10^-3MPa，充入氩气至炉内气压达到0.05MPa；熔炼电流为100～250A，电弧保持时间为1～3min，翻转重复熔炼至少4次以上，以使合金锭成分均匀。

9.如权利要求8所述一种Fe-Mn-Al-C-M多主元轻质合金的制备方法，其特征在于所述的熔炼为感应熔炼，感应加热频率为中频或高频，熔炼环境为大气，熔化温度为1450℃至1550℃。

10.如权利要求8所述一种Fe-Mn-Al-C-M多主元轻质合金的制备方法，其特征在于所述的均匀化热处理工艺为：保温温度为1100～1200℃，保温时间1～4h；所述的固溶热处理工艺为：加热温度为1000～1100℃，保温0.5～4h，然后水淬。