规则纤维状定向共晶自生复合材料的制备方法

摘要

一种规则纤维状定向共晶自生复合材料的制备方法，利用RE₅Mg₈合金变质处理共晶成分Fe-C-Mn系白口铸铁，在超高温度梯度高速定向凝固条件下，通过影响γ-(Fe，Mn)₃C共晶两相熔化熵值与生长环境，控制γ-(Fe，Mn)₃C共晶两相以非小平面-非小平面方式呈交替定向排列生长，从而制备出规则纤维状定向γ-(Fe，Mn)₃C共晶自生复合材料。自生复合材料中，γ-(Fe，Mn)₃C纤维细长，排列规则，符合纤维增强复合材料设计原则。本发明丰富Fe基共晶自生复合材料种类，提高传统材料使用寿命，方法易控制，可实现工业规模流水线生产。

主权项

1、一种规则纤维状定向共晶自生复合材料的制备方法，其特征在于取86.5-92.5wt.％白口铸铁、6.0-10.0wt.％FeMn80合金、0.5-1.5wt.％FeSi75合金及1.0-2.0wt.％RE5Mg8合金，其中RE为稀土元素，白口铸铁各元素的重量百分比为：3.4-4.1C，0.48-0.88Mn，0.3-1.0Si，＜0.06P，＜0.03S；首先将白口铸铁、FeMn80合金、FeSi75合金放入中频感应电炉中，不氧化法熔炼，当温度达1473K时脱氧，然后进行浇铸，在浇铸包中加入RE5Mg8合金进行变质处理，砂型浇铸得变质合金棒，再采用超高梯度定向凝固装置对变质合金棒进行高速定向凝固，固/液界面前沿液相中的温度梯度GL＞700K/cm，抽拉速度R＞180μm/s，从而制备出规则纤维状定向γ-(Fe，Mn)3C共晶自生复合材料。