一种溶液法制备γ′相强化钴基ODS合金的方法

摘要

本发明提供了一种溶液法制备γ´相强化钴基ODS合金的方法，属于金属弥散强化技术领域。制备方法：将基体金属盐、氧化物形成盐、氧化剂、燃料和络合剂在去离子水中搅拌混合均匀，混合溶液在可控温炉子内加热，使其浓缩并发生反应而得到氧化物和碳源均匀混合的泡沫状前驱体。前驱体粉末在氢气或分解氨气氛中还原后得到氧化物掺杂钴基合金粉末，并通过机械混合法加入Al元素，得到钴基ODS合金粉末。钴基ODS合金粉末经过放电等离子体烧结或热等静压工艺致密化，经过固溶和时效处理后就得到γ´相强化钴基ODS合金。本发明的优点是目标元素和有机碳源能实现分子水平的均匀混合，所得氧化物粒径细小均匀。原料成本低，反应速度快，能耗低、工艺简便、更适合工业化生产。

主权项

一种溶液法制备γ´相强化钴基ODS合金的方法，其特征在于：a、成分设计，将分析纯基体金属盐、氧化物形成盐、氧化剂、燃料和络合剂按成分配比称量，溶于少量去离子水中，搅拌均匀，得到混合溶液；其中，基体金属盐及氧化物形成盐中金属离子Co2+、Ni2+、W4+、Y3+和Hf4+的摩尔比为1 : (0.64~2.18) : (0.14~0.33) : (0.003~0.02) : (0~0.03)；基体金属盐及氧化物形成盐中金属离子与氧化剂的摩尔比为1 : (0.8~2)；氧化剂与燃料的摩尔比为1 : (0.3~1.5)；氧化剂与络合剂的摩尔比为1: (0.5~2)； b、溶液反应合成，混合溶液在可控温炉子内加热，使水溶液挥发，水溶液发生浓缩、冒烟、沸腾系列反应；随着反应的进行，放出的热量使有机碳源发生热解和炭化，目标元素则转化为粒度极细的纳米氧化物颗粒和氧化钴颗粒，从而得到 Co2O3、Y2O3、HfO2和碳源均匀混合的泡沫状前驱体粉末；c、前驱体煅烧，泡沫状前驱体粉末在600~750℃，于空气气氛中进行煅烧；d、前驱体还原，煅烧后的前驱体粉末在氢气或分解氨气氛中进行还原，还原温度为700~900℃，还原时间为2~4小时，得到氧化物掺杂钴基合金粉末；e、Al元素的添加，通过机械混合法添加溶液法难以引入的Al元素粉末，在氧化物掺杂钴基合金粉末中添加3.7~4.4wt.%的Al元素后混合均匀，得到氧化物掺杂钴基合金粉末；f、烧结，钴基合金粉末经过放电等离子体烧结或热等静压工艺致密化，烧结温度为1080~1180℃，保温时间为10~30min，得到钴基ODS合金；g、热处理，钴基ODS合金进行固溶和时效处理以优化γ´相的析出；在1250~1320℃进行固溶处理，保温1~3h后水淬或空冷，然后在800~900℃进行时效处理24~72h，最终得到γ´相强化钴基ODS合金。