[发明专利]一种纳米级氧化物强化低活化钢复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种纳米级氧化物强化低活化钢复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下过程：

将纳米级Y₂O₃、纳米级Al₂O₃和纳米级粒子A进行球磨固溶，得到固溶体A，所述纳米级粒子A为纳米级TiO₂和/或纳米级ZrO₂；

将所述固溶体A用NaOH溶液进行镂空侵蚀，之后洗涤并干燥，得到固溶体B；

将固溶体B与低活化钢粉末进行球磨混料，得到混合物C；

采用选择性激光熔化工艺将对混合物C进行成型，得到成型体；

对所述成型体进行去应力退火；

纳米级Y₂O₃的尺寸为20～30nm，纳米级Al₂O₃的尺寸为20～30nm，纳米级粒子A的尺寸为20～30nm；

当纳米级粒子A为纳米级TiO₂或纳米级ZrO₂时，纳米级Y₂O₃、纳米级Al₂O₃和纳米级粒子A按照质量比为1:(2.5～3):(1.5～2)进行球磨固溶；

当纳米级粒子A为纳米级TiO₂和纳米级ZrO₂时，纳米级Y₂O₃、纳米级Al₂O₃和纳米级粒子A按照质量比为1:(2.5～3):(1.2～1.5)进行球磨固溶，纳米级TiO₂和纳米级ZrO₂的质量比为任意比；

将所述固溶体A用NaOH溶液进行镂空侵蚀过程中，NaOH溶液的浓度为5～7mmol/ml，固溶体A与NaOH溶液的用量比为：1L所述NaOH溶液加入1000g所述固溶体A，侵蚀是时间为15min～20min。

2.根据权利要求1所述的一种纳米级氧化物强化低活化钢复合材料的制备方法，其特征在于，将纳米级Y₂O₃、纳米级Al₂O₃和纳米级粒子A进行球磨固溶过程中，球料比为10:(1～1.5)，球磨转速为400～450转/min，球磨时间为3～3.5h，球磨气氛为大气。

3.根据权利要求1所述的一种纳米级氧化物强化低活化钢复合材料的制备方法，其特征在于，将所述固溶体A用NaOH溶液进行镂空侵蚀、洗涤后干燥的温度为110～150℃，干燥时间为2～3h。

4.根据权利要求1所述的一种纳米级氧化物强化低活化钢复合材料的制备方法，其特征在于，将固溶体B与低活化钢粉末进行球磨混料时，所采用的低活化钢粉末的尺寸为35～50μm，固溶体B的质量为固溶体B与低活化钢粉末质量和的3％～4％。

5.根据权利要求1所述的一种纳米级氧化物强化低活化钢复合材料的制备方法，其特征在于，将固溶体B与低活化钢粉末进行球磨混料过程中，先以球磨转速为550～600转/min，球磨时间为0.5～1h，之后以球磨转速为100～150转/min，球磨时间为5～10h；

上述球磨过程中的球料比为11:(1～1.5)。

6.根据权利要求1所述的一种纳米级氧化物强化低活化钢复合材料的制备方法，其特征在于，采用选择性激光熔化工艺将对混合物C进行成型过程中，激光功率为300～350W，扫描速度为2000～5500mm/s，层厚为45～50μm，扫描间距为50～55μm，气氛采用惰性气氛。

7.根据权利要求1所述的一种纳米级氧化物强化低活化钢复合材料的制备方法，其特征在于，对所述成型体进行去应力退火过程中，将成型体加热至950～1000℃，然后保温0.5～1h，之后进行冷却。

8.一种通过权利要求1-7任意一项制备方法制得的纳米级氧化物强化低活化钢复合材料，其特征在于，所述纳米级氧化物强化低活化钢复合材料包括低活化基体和弥散分布的纳米级氧化物粒子，所述的低活化钢为：Eurofer97、9Cr2WVTa、F82H、JLF-1、CLAM、CLF-1或ARAA，纳米级氧化物为：Y-Al-Ti-O、Y-Al-Zr-O或Y-Al-Ti-Zr-O；

所述纳米级粒子占所述纳米级氧化物强化低活化钢复合材料质量的0.3％～0.4％，纳米级粒子尺寸为10～15nm，数量为10²⁵～10²⁶个/m³。