在轉速為1425r/min條件下球磨4h;所得混合粉末經 高能球磨（球磨介質為Φ6和Φ10混合硬質鋼球，球磨氣氛為99. 99%氬氣，球料質量比為 10:1，球磨時間70h，轉速為450r/min)和等離子放電燒結方法固化成型處理（壓力50MPa， 溫度1090°C，保溫保壓時間20min)后，獲得Cr-Υ-Ο納米團簇氧化物彌散強化低活化鋼，其 顯微組織見圖7。
[0041] 實施例2
[0042] 在低活化鋼基體粉末（即Fe-C-Cr-W-V-Ta-Mn-Si母合金粉末）中添加7.Owt. % Cr-Y球磨粉末（換算后基體中Y含量為0. 7%，實際基體中Y含量為0. 74% )，其中Cr-Y 球磨粉末原料質量比為Cr:Y= 9:1，在轉速為1425r/min條件下球磨4h;所得混合粉末經 高能球磨（球磨介質為Φ6和Φ10混合硬質鋼球，球磨氣氛為99. 99%氬氣，球料質量比 為10:1，球磨時間70h，轉速為450r/min)和熱等靜壓固化成型處理（粉末包套抽氣，真空 度小于10ta，溫度450°C，時間為4h，后經熱等靜壓成型，壓力130MPa，溫度1050°C，保溫 保壓時間3h)后，獲得Cr-Υ-Ο納米團簇氧化物彌散強化低活化鋼。
[0043] 實施例3
[0044] 在低活化鋼基體粉末（即Fe-C-Cr-W-V-Ta-Mn-Si母合金粉末）中添加1. 5wt. % Cr-Y球磨粉末（換算后基體中Y含量為0. 35%，實際基體中Y含量為0. 33% )，其中Cr-Y 球磨粉末原料質量比為Cr:Y= 2. 3:1，在轉速為1425r/min條件下球磨2h;所得混合粉末 經高能球磨（球磨介質為Φ6和Φ10混合硬質鋼球，球磨氣氛為99. 99%氬氣，球料質量 比為10:1,球磨時間50h，轉速為450r/min)和等離子放電燒結方法固化成型處理（壓力 40MPa，溫度1100°C，保溫保壓時間30min)后，獲得Cr-Υ-Ο納米團簇氧化物彌散強化低活化 鋼。
[0045] 實施例4
[0046] 在低活化鋼基體粉末（即Fe-C-Cr-W-V-Ta-Mn-Si母合金粉末）中添加2. 5wt. % Cr-Y球磨粉末（換算后基體中Y含量為0. 35%，實際基體中Y含量為0. 33% )，其中Cr-Y 球磨粉末原料質量比為Cr:Y= 4:1，在轉速為1425r/min條件下球磨0. 5h;所得混合粉末 經高能球磨（球磨介質為Φ6和Φ10混合硬質鋼球，球磨氣氛為99. 99%氬氣，球料質量 比為10:1,球磨時間40h，轉速為450r/min)和等離子放電燒結方法固化成型處理（壓力 35MPa，溫度1100°C，保溫保壓時間25min)后，獲得Cr-Υ-Ο納米團簇氧化物彌散強化低活化 鋼。
[0047] 比較例1
[0048] 在低活化鋼基體粉末中添加0. 5wt. %純金屬Y粉末，經高能球磨（球磨介質為 Φ6和Φ10混合硬質鋼球，球磨氣氛為99. 99%氬氣，球料質量比為10:1，球磨時間70h，轉 速為450r/min)和等離子放電燒結方法固化成型處理（壓力50MPa，溫度1090°C，保溫保壓 時間20min)后，獲得氧化物彌散強化低活化鋼。
[0049] 比較例2
[0050] 在低活化鋼基體粉末中添加0. 3wt. %Y203粉末，經高能球磨（球磨介質為Φ6和 Φ10混合硬質鋼球，球磨氣氛為99. 99 %氬氣，球料質量比為10:1，球磨時間50h，轉速為 450r/min)，粉末包套抽氣（真空度10ta，溫度450°C，時間4h)和熱等靜壓，固化成型（溫 度1200°C，壓力150MPa，保溫保壓時間4h)后，獲得最終的氧化物彌散強化低活化鋼。
[0051] 表4.室溫下各實施例鋼和比較例鋼的強度
[0052]
[0053] 通過上述拉伸性能測試結果可知，添加Cr-Y球磨粉末的實施例1~4鋼的強度明 顯高于添加純金屬Y和Y2〇3納米顆粒的比較例1、2鋼。其中實施例1鋼（添加成分配比為 9:1球磨4h的Cr-Y混合粉末）的強度最高，抗拉強度高達1260MPa，分別超出比較例1、2 鋼的抗拉強度約285MPa和345MPa。這表明Cr-Υ-Ο納米團簇在低活化鋼基體中起到了彌散 強化作用，阻礙了基體中位錯的運動。
[0054] 上述實施例只為說明本發明的技術構思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術的人 士能夠了解本發明的內容并據以實施，并不能以此限制本發明的保護范圍。凡根據本發明 精神實質所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1. 一種Cr-Y-O納米團簇氧化物彌散強化鋼的制備方法，其特征在于，向低活化鋼基體 粉末中添加Cr-Y球磨混合粉末，使球磨過程中產生的Cr-Y互溶金屬和未溶純金屬Y粉分 別與粉末表面吸附的氧原子發生氧化反應，原位生成Cr-Y-O納米團簇和Y 2O3惰性質點，其 工藝流程為：首先制備Cr-Y球磨混合粉末，然后制備低活化鋼Fe-C-Cr-W-V-Ta-Mn-Si母合 金粉末和Cr-Y球磨粉末的混合粉末，再對合金混合粉末進行高溫固化成型處理，最后進行 熱處理，得到新型Cr-Y-O納米團簇氧化物彌散強化低活化鋼。2. 按照權利要求1所述Cr-Y-O納米團簇氧化物彌散強化鋼的制備方法，其特征在于， Cr-Y球磨混合粉末的制備方法為：取質量比為Cr :Y = 2. 3~9:1的Cr粉、Y粉，將其混合 后進行高能球磨，具體參數為：球磨介質為〇6硬質鋼球，球磨氣氛為99. 99%氬氣，球料質 量比為8~10 :1，球磨時間0. 5_4h，轉速大于等于800r/min。3. 按照權利要求1或2所述Cr-Y-O納米團簇氧化物彌散強化鋼的制備方法，其特征 在于，采用高能球磨方法制備低活化鋼Fe-C-Cr-W-V-Ta-Mn-Si母合金和Cr-Y球磨粉末的 混合粉末：球磨介質為〇6和O 10混合硬質鋼球，球磨氣氛為99. 99%氬氣，球料質量比為 8 ~10:1，球磨時間 40-70h，轉速為 350-450r/min。4. 按照權利要求1或2所述Cr-Y-O納米團簇氧化物彌散強化鋼的制備方法，其 特征在于，合金混合粉末高溫固化成型工藝為：混合粉末先裝包套抽氣，真空度不低于 10 1Pa,溫度400-550°C，時間為4-5h，后經熱等靜壓固化成型，壓力120-150MPa，溫度 1050-1200°C，保溫保壓時間3-5h ;或采用等離子放電燒結方法固化成型，壓力35-50MPa， 溫度1050-1100°C，保溫保壓時間20-30min。5. 按照權利要求1所述Cr-Y-O納米團簇氧化物彌散強化鋼的制備方法，其特征在于， 具體制備工藝流程和參數如下： a、 Cr-Y球磨粉末制備：取質量比為Cr :Y = 2. 3~9:1的Cr粉、Y粉，球磨介質為0 6 硬質鋼球，球磨氣氛為99. 99 %氬氣，球料質量比為8~10 :1，球磨時間0. 5-4h，轉速為 1425r/min ； b、 低活化鋼Fe-C-Cr-W-V-Ta-Mn-Si基體粉末與Cr-Y球磨粉末的混合粉末制備：球磨 介質為〇6和OlO混合硬質鋼球，球磨氣氛為99. 99%氬氣，球料質量比為8~10 :1，球磨 時間 40-70h，轉速為 350-450r/min ; c、 合金混合粉末固化成型工藝：混合粉末先裝包套抽氣，真空度不低于10 1Pa,溫度 400-550°C，時間為4-5h，后經熱等靜壓固化成型，壓力120-150MPa，溫度1050-1200°C， 保溫保壓時間3-5h ;或采用等離子放電燒結方法固化成型，壓力35-50MPa，溫度 1050-1100°C，保溫保壓時間 20-30min。
【專利摘要】本發明的目的在于提供一種適用于未來聚變堆的新型Cr-Y-O納米團簇氧化物彌散強化低活化鋼的制備方法：向低活化鋼基體粉末中添加Cr-Y球磨混合粉末，使球磨過程中產生的Cr-Y互溶金屬和未溶純金屬Y粉分別與粉末表面吸附的氧原子發生氧化反應，原位生成Cr-Y-O納米團簇和Y2O3惰性質點，其工藝流程為：首先制備Cr-Y球磨混合粉末，然后制備低活化鋼母合金粉末和Cr-Y球磨粉末的混合粉末，再對合金混合粉末進行高溫固化成型處理，最后進行熱處理，得到新型Cr-Y-O納米團簇氧化物彌散強化低活化鋼。該方法能有效降低氧化物彌散強化低活化馬氏體鋼的自由氧含量和雜質元素含量，獲得Cr-Y-O納米團簇彌散分布，顯微組織均勻，力學性能優異的氧化物彌散強化低活化鋼。
【IPC分類】C22C33/02
【公開號】CN105238986
【申請號】CN201410334753
【發明人】單以銀, 胡雪, 黃禮新, 嚴偉, 王威, 楊柯
【申請人】中國科學院金屬研究所
【公開日】2016年1月13日
【申請日】2014年7月11日