[发明专利]一种孔型轧机制备扩散偶的方法

说明书

本发明公开了一种孔型轧机制备扩散偶的方法，包括：将金属A加工成管状、金属B加工成棒状、其它金属加工成棒状结构；将棒状金属B放入管状金属A中，通过孔型轧机将组合好的部件轧合在一起，利用线切割将轧合好的部件截取成圆柱；以金属A和金属B交接的位置为圆心打若干通孔，将其它棒状金属插入内表面经过处理的通孔内，利用孔型轧机将组合好的部件轧合在一起，通过线切割将样品切割成若干部分；最后将、试样密封在真空或充满惰性气体的石英管中，热处理后水淬。本发明既可以制备二元扩散偶的，也可以制备三元扩散偶，制得的扩散偶界面结合紧密，解决了不易实现同时进行批量化、不同种类扩散偶制备的问题，为扩散偶的制备提供了新方法。

技术领域

本发明涉及材料研究方法及技术领域，具体地，涉及一种孔型轧机制备扩散偶的方法，该方法主要用于合金相图、扩散动力学和热力学的研究。

背景技术

相图也称相态图、相平衡状态图，是用来表示相平衡系统的组成与一些参数(如温度、压力)之间关系的一种图。它在物理化学、矿物学和材料科学中具有很重要的地位。对材料科学而言，相图是材料研制、生产和加工的重要参考资料，成为科研人员进行研究的基础和有力工具。

扩散偶技术是相图研究中一种有价值的工具，也是建立相位关系可行的强大技术。扩散偶方法是当前合金体系测定，特别是固态关系测定中最适用、最高效、最可靠的一种方法。

扩散偶法最早用于碳原子在钢铁中的扩散特性的研究，在20世纪40年代出现了扩散偶法应用到二元系相关系测定的报告，而从上世纪80年代开始，中南大学金展鹏院士首先根据扩散偶局部平衡原理，将其用于进行三元相图的测定。随着扩散偶制备技术在材料和冶金科学研究领域得到了越来越广泛的应用，越来越受到科研工作者的重视。

当前，扩散偶技术已经广泛应用于材料研发的众多领域，是重要的实验方法。但每次制备扩散偶时只能进行单批次、单种类制备，而且存在耗时长、制备成功率低及成本高等缺点，有的体系并未找到合适的扩散偶制备方法，所以说扩散偶试样的制备仍然是当前的重点和难点。特别是在每次制备时进行多种类、批量扩散偶的制备，当前并没有这类方法的提出。因此，发明一种能同时进行多种类、批量扩散偶的制备的方法是很有必要的。

发明内容

为了克服现有技术中存在的问题，本发明提供一种孔型轧机制备扩散偶的方法，用该方法制得的扩散偶界面间结合紧密、结合力强，解决了在制备扩散偶时候只能实现少批量制备、单种类制备以及制备成功率不高的问题。

本发明制备工艺简单，界面在扩散前不易被氧化，且制备扩散偶的成功率较高。该方法适用于同时进行多批次、多种类扩散偶的制备，所制得的扩散偶可用于相图、扩散动力学和热力学的研究。

本发明实现上述目的的技术方案如下：

一种孔型轧机制备扩散偶的方法，包括：先将待扩散金属A加工成管状结构，金属B和其它金属加工成棒状结构；再将表面经过处理的棒状金属B放入内表面经过处理的管状金属A中，通过孔型轧机将组合好的部件轧合在一起，利用线切割将轧合好的部件截取成一定长度的圆柱；然后以金属A和金属B交接的位置为圆心打若干通孔，再将表面经过处理的其它棒状金属插入内表面经过处理的通孔内，利用孔型轧机将组合好的部件轧合在一起，通过线切割将样品根据需要切割成若干部分；最后将制得的试样密封在真空或充满惰性气体的石英管中，在一定温度下热处理后水淬即可制得扩散偶。

进一步地，所述金属A、金属B以及其它金属均为退火态。

进一步地，将金属A加工为内径为21～24mm、外径为26～34mm、长度为40～60mm的管状；将金属B加工为直径比金属A的内径小2～4mm、长度为40～60mm的棒状；将其它金属加工为直径为2～8mm、长度为40～60mm的棒状。

进一步地，金属A和金属B的表面处理方式为砂纸打磨、高压水打磨或者酸洗。