[发明专利]一种用钒-稀土协同改善高温综合性能的铁铬铝合金材料及其制备方法

权利要求书

1.一种用钒-稀土协同改善高温综合性能的铁铬铝合金材料，其特征在于，化学成分按质量百分比计算为：C≤0.05%，Si≤0.14%，Mn≤0.2%，S≤0.06%，P≤0.01%，V：0.5~0.8%，La：0.1~0.15%，Cr：21~23%，Al：5~6%，余量为Fe；是通过如下步骤制备的：

1）配料：将钒粉、镧粉、铬粉、铝粉、铁粉按相应的质量百分比称取，配制成混合料；

2）密封：在真空手套箱中，将步骤1）中的混合料和磨球装入球磨罐中，加入无水乙醇作为过程控制剂，密封球磨罐；

3）球磨：将步骤2）所得的球磨罐放入高能球磨机中球磨；

4）筛网制粒：将步骤3）所得的球磨混合料掺入石蜡成型剂，然后利用筛网进行擦筛制粒；

5）压坯：使用丙酮清理模具并涂抹适量的脱模剂，将步骤4）中的混合粉末放入石墨模具中，压制压力为150~200MPa，保压一定时间；

6）烧结：将石墨模具放入真空热压炉内烧结，得到FeCrAl-V-La合金，放入真空热压炉内烧结工艺为：打开真空泵进行抽真空，待真空度降到10Pa以下，先进行预烧结，采用1~10℃/min的升温速率升到300~400℃后，保温30~40min；再进行高温烧结，采用4~8℃/min的升温速率升到1180℃~1220℃，在5~10min内将压力均匀加至50~70Mpa；保压15~25min卸载，继续保温3~4h，随炉冷却至室温。

2.如权利要求1所述的一种用钒-稀土协同改善高温综合性能的铁铬铝合金材料，其特征在于，原始粉末采用钒粉、镧粉、铬粉、铝粉、铁粉，各金属粉末的纯度均高于99%。

3.如权利要求1所述的一种用钒-稀土协同改善高温综合性能的铁铬铝合金材料，其特征在于，快速氧化寿命值为83h，高温强度为135.8MPa。

4.如权利要求1所述的用钒-稀土协同改善高温综合性能的铁铬铝合金材料的制备方法，所述铁铬铝合金材料的化学成分按质量百分比计算为：C≤0.05%，Si≤0.14%，Mn≤0.2%，S≤0.06%，P≤0.01%，V：0.5~0.8%，La：0.1~0.15%，Cr：21~23%，Al：5~6%，余量为Fe；其特征在于，包括以下步骤：

1）配料：将钒粉、镧粉、铬粉、铝粉、铁粉按相应的质量百分比称取，配制成混合料；

各金属粉末配料过程中，还添加分散剂聚氧乙烯十二烷基醚，分散剂添加量：1~3ml/100g；

2）密封：在真空手套箱中，将步骤1）中的混合料和磨球装入球磨罐中，加入无水乙醇作为过程控制剂，密封球磨罐；

3）球磨：将步骤2）所得的球磨罐放入高能球磨机中球磨；

4）筛网制粒：将步骤3）所得的球磨混合料掺入石蜡成型剂，然后利用筛网进行擦筛制粒；所述的石蜡的添加量为球磨混合料质量的6~10%；

5）压坯：使用丙酮清理模具并涂抹适量的脱模剂，将步骤4）中的混合粉末放入石墨模具中，压制压力为150~200MPa，保压一定时间；

6）烧结：将石墨模具放入真空热压炉内烧结，得到FeCrAl-V-La合金，放入真空热压炉内烧结工艺为：打开真空泵进行抽真空，待真空度降到10Pa以下，先进行预烧结，采用1~10℃/min的升温速率升到300~400℃后，保温30~40min；再进行高温烧结，采用4~8℃/min的升温速率升到1180℃~1220℃，在5~10min内将压力均匀加至50~70Mpa；保压15~25min卸载，继续保温3~4h，随炉冷却至室温。

5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤1）中，Fe粉由两种粒径组成：12~15μm和8~10μm，且质量百分比分别为：60~75%，25~40%；钒粉、镧粉、铬粉、铝粉的粒径均为30μm 。

6.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤2）中，所述的磨球与混合料的质量比为（7~8）：1；所述的磨球由直径分别为10mm、6mm、4mm三种尺寸的不锈钢磨球组成，质量比为1:5:1；所述的混合料和磨球的总体积占球磨罐容积的20~40%；所述的无水乙醇用量为混合料总质量的5~6%；密封的球磨罐内通入高纯氩气作为保护气。