一种耐高温碳钢封头的制作工艺流程

　　耐高温碳钢封头的制作方法

　　【专利说明】 耐局温碳钢封头

　　[0001]

　　技术领域

　　[0002]本发明属于碳钢封头，具体涉及一种耐高温碳钢封头。

　　[0003]

　　【背景技术】

　　封头作为常压及承压容器中不可或缺的零部件，广泛用于制药、食品、化工、生物、水处理、环保、电力、锅炉压力容器等领域。裂解炉封头长期工作在高温和较强的渗碳环境中，还需承受一定的压力，所以使用寿命短，需经常更换以免发生泄漏。

　　[0004]

　　【发明内容】

　　[0005]为了克服现有技术领域存在的上述缺陷，本发明的目的在于，提供一种耐高温碳钢封头，耐高温腐蚀。

　　[0006]本发明提供的耐高温碳钢封头，其化学成分为:0.2-0.5%的C、1-2%的S1、2_2.5%的Mn、30-38% 的 Cr、40-48% 的N1、0.5-2.5% 的 Nb、0.05-1% 的 Α1、0.05-1% 的 T1、0.001-0.2%的 Zr,0.1-0.5% 的 Mo,0.001-0.2 的 Ce,0.0005-0.01% 的 Mg、其余为 Fe。

　　[0007]本发明提供的耐高温碳钢封头，其有益效果在于，具有更高的高温抗渗碳性和抗高温气体腐蚀性能，改善了封头的力学性能，延长了设备使用寿命，节约了成本。

　　[0008]

　　【具体实施方式】

　　[0009]下面结合一个实施例，对本发明提供的耐高温碳钢封头进行详细的说明。

　　[0010]

　　实施例

　　[0011]耐高温碳钢封头，其化学成分为:0.2-0.5%的C、1-2%的S1、2_2.5%的Mn、30_38%的 Cr,40-48% 的 Ni,0.5-2.5% 的 Nb,0.05-1% 的 A1.0.05-1% 的 T1、。.001-0.2% 的 Zr、0.1-0.5% 的 Mo、0.001-0.2 的 Ce、0.0005-0.01% 的 Mg、其余为 Fe。

　　【主权项】

　　1.一种耐高温碳钢封头，其特征在于，其化学成分为:0.2-0.5%的C、l-2%的S1、.2-2.5% 的 Mn,30-38% 的 Cr,40-48% 的 Ni,0.5-2.5% 的 Nb,0.05-1% 的 Α1、0.05-1% 的 T1、.0.001-0.2% 的 Zr,0.1-0.5% 的 Mo,0.001-0.2 的 Ce,0.0005-0.01% 的 Mg、其余为 Fe。

　　【专利摘要】本发明公开了一种耐高温碳钢封头，其化学成分为：0.2-0.5%的C、1-2%的Si、2-2.5%的Mn、30-38%的Cr、40-48%的Ni、0.5-2.5%的Nb、0.05-1%的Al、0.05-1%的Ti、0.001-0.2%的Zr、0.1-0.5%的Mo、0.001-0.2的Ce、0.0005-0.01%的Mg、其余为Fe。具有更高的高温抗渗碳性和抗高温气体腐蚀性能，改善了封头的力学性能，延长了设备使用寿命，节约了成本。

　　【IPC分类】C22C30-00, F16J13-00

　　【公开号】CN104630594

　　【申请号】CN201310559026

　　【发明人】杜学梅

　　【申请人】青岛旭升封头有限公司

　　【公开日】2015年5月20日

　　【申请日】2013年11月12日

　　一种用于石化工业炉的三次风管的制作方法

　　【技术领域】

　　[0001] 本发明属于工业装置技术领域，具体涉及一种用于石化工业炉的H次风管。

　　【背景技术】

　　[0002] 石化工业炉H次风管的工作介质为空气和颗粒状锻烧石油焦，工作温度通常为 1200-135(TC，该工作环境对H次风管的力学性能、硬度、耐冲刷能力等提出了很高的要求。 目前，该类H次风管的材料多为进口 HK40,其化学成分为（质量百分数）；C 0. 35-0. 45%，Si 0. 5-2. 0%，Mn《1. 50%，Cr 23. 0-27. 0%，Ni 19. 0-22. 0%，Mo《0. 50%，P《0. 04%，S《0. 04〇/〇， 化余量。HK40属于中碳耐热钢，具有较好的高温工作能力，但W HK40为材料的H次风管 在使用超过1年后容易出现烙化、穿孔等现象，使用寿命和更换周期较短，导致生产成本增 加。

　　【发明内容】

　　[0003] 针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种用于石化工业炉的H次风管， 是由一种新的合金材料制成。相比于HK40产品，本发明的H次风管在常温和高温下均表现 出明显更为优异的力学性能和硬度，在应用中具有更好的耐冲刷能力和更长的使用寿命， 从而能够显著减少更换次数，节约成本。

　　[0004] 本发明的用于石化工业炉的H次风管，其特征在于，由包含下列化学成分的 合金材料制成（按质量百分比计）；c 0. 35-0. 45%，Cr 26. 0-30. 0%，Ni 38. 0-42. 0〇/〇， W 14. 0-17. 0〇/〇, Si 1.0-2. 5〇/〇，Mn《2. 0〇/〇，Nb 1.5-3. 0〇/〇，Ce 0.5-1. 5〇/〇，S《0.015〇/〇， P《0. 015%，化余量。

　　[0005] 优选地，所述合金材料中，C 0. 40-0. 45%，Cr 27. 0-29. 0%，Ni 38. 0-40. 0〇/〇， W 14. 5-16. 0%，Si 1. 0-1. 5%，Mn 1. 0-2. 0%，Nb 1. 5-2. 0%，Ce 0. 5-1. 5%，S《0. 015〇/〇， P《0. 015%，化余量。

　　[0006] 更为优选地，所述合金材料中，C 0. 42%，Cr 27. 8%，Ni 38. 5%，W 15. 1%，Si 1. 2〇/〇， Mn 1. 8%，Nb 1. 7%，Ce 0. 8%，S《0. 01%，P《0. 01%，化余量。

　　[0007] 在本发明中，作为制作材料的合金材料可WW金属铅、金属媒、金属鹤、金属铺、魄 铁、娃铁和猛铁为原料，按照各元素比例进行称量配比，然后经过常规合金制备工艺加工而 成。加工过程中，原料的烙炼和混合过程可W使用直读光谱仪对试样包进行化学成分分析， W确保化学成分达标；可采用本领域熟悉且公知的方法监控烙炼温度，如使用红外线测温 仪或接触式热电偶测温。

　　[0008] 利用已知组成的合金材料制备石化工业炉H次风管的工艺对本领域技术人员而 言是公知的，例如可W采用现有技术中W HK40为材料制备H次风管的那些常规制备工艺。 更为具体地，例如可W采用常规的静态铸造、离也铸造等。根据使用需要，本发明的合金材 料可用来制造各种规格尺寸的产品。

　　[0009] 相比于现有技术中W HK40为原材料制成的H次风管产品，本发明通过调整合金 材料的元素构成，使得各组分之间发挥出了更加优越的协同功能。本发明的H次风管具有 优异的常温、高温力学性能和硬度，耐磨性能优越，在实际应用中的综合性能明显优于HK40 产品。通过本发明，国内相关行业能够有效降低对进口材料的依赖，从而促进行业健康发 展。

　　[0010] 附图简要说明 图1是实施例中制备的石化工业炉H次风管的结构示意图。

　　[0011]

　　【具体实施方式】 W下将结合实施例W对本发明做进一步详细说明，但不应将其理解为对本发明保护范 围的限制。

　　[0012] 连施例 制备具有如附图1所示结构的石化工业炉H次风管，具体尺寸如下；Ll=1046mm， L2=418mm，A=560mm，B=E=355mm，C=D=305mm，R=10mm。

　　[0013] 1、模具制作 根据产品外形尺寸制作木模； 造型，根据产品外形尺寸确定型腔尺寸，型腔内径为产品外形尺寸加3mm余量，打气 目良，修型，放置冷铁，造型材料为普通型砂； 制内芯，内芯尺寸为

　　[0014] 2、静态铸造 A、根据合金材料的组成要求，W金属铅、金属媒、金属鹤、金属铺、魄铁、娃铁和猛铁为 原料，按照各元素比例进行称量配比W备用；合金材料的化学组分如下(质量百分比）；C 0. 42%，Cr 27. 8%，Ni 38. 5%，W 15. 1%，Si 1. 2%，Mn 1. 8%，佩 1. 7%，Ce 0. 8%，S《0. 01〇/〇， P《0. 01%，化余量。

　　[0015] B、将金属铅、金属媒、金属鹤、金属铺和魄铁加入中频电炉烙炼，待温度达到 1660-170(TC时出炉，然后加入娃铁和猛铁，得到合金液体。

　　[0016] C、将合金液体注入模具中。

　　[0017] D、待自然冷却后，取出成形的H次风管铸件，并对管段内外表面采用外车内错(外 表面车削、内表面错孔）的方法进行加工，得到符合结构和尺寸要求的材料成品。

　　[001引 对比例 W HK40为合金原材料，其他条件不变，参照上述实施例制备同样规格的H次风管。其 中，使用的HK40的化学组分如下(质量百分比）；C 0. 43%，Cr 26. 2%，Ni 19. 5%，Si 1. 5%，Mn 1. 1%，Mo 0. 35%，S 0. 007%，P 0. 008%，化余量。

　　[001引 产品巧能表征 对产品的常温和高温力学性能W及常温硬度进行了测试，并检测了产品在实际生产中 的表现。

　　[0020] 1、常温力学性能试验 根据GB/T228制备试样和进行试验，对产品常温下（25C )的屈服强度和抗拉强度进行 测试，测试结果见表1。

　　[00川 表1

　　【主权项】

　　1. 一种用于石化工业炉的三次风管，其特征在于，由包含下列化学成分的合金材料制 成（按质量百分比计）：c 0· 35-0. 45%，Cr 26. 0-30. 0%，Ni 38. 0-42. 0%，W 14. 0-17. 0%，Si 1. 0-2. 5%，Mn 彡 2. 0%，Nb 1. 5-3. 0%，Ce 0· 5-1. 5%，S 彡 0· 015%，P 彡 0· 015%，Fe 余量。

　　2. 根据权利要求1所述的用于石化工业炉的三次风管，其特征在于：所述合金材 料中，C 0· 40-0. 45%，Cr 27. 0-29. 0%，Ni 38. 0-40. 0%，W 14. 5-16. 0%，Si I. 0-1. 5%，Mn 1. 0-2. 0%，Nb 1. 5-2. 0%，Ce 0· 5-1. 5%，S 彡 0· 015%，P 彡 0· 015%，Fe 余量。

　　3. 根据权利要求1所述的用于石化工业炉的三次风管，其特征在于：所述合金材料中， C 0. 42%, Cr 27. 8%, Ni 38. 5%, W 15. 1%, Si I. 2%, Mn I. 8%, Nb I. 7%, Ce 0. 8%, S^0.0 1%, P 彡 0· 01%，Fe 余量。

　　【专利摘要】本发明公开一种用于石化工业炉的三次风管，由包含下列化学成分的合金材料制成：C0.35-0.45%，Cr26.0-30.0%，Ni38.0-42.0%，W14.0-17.0%，Si1.0-2.5%，Mn≤2.0%，Nb 1.5-3.0%，Ce 0.5-1.5%，S≤0.015%，P≤0.015%，Fe余量。相比于现有产品，本发明具有更为优越的常温和高温力学性能以及硬度，具有更好的耐冲刷能力，更能适应实际工作环境，具有更长的使用寿命，从而能够减少更换次数、节约成本。

　　【IPC分类】C22C30-00

　　【公开号】CN104630595

　　【申请号】CN201410826378

　　【发明人】李勤峰

　　【申请人】江苏双勤民生冶化设备制造有限公司

　　【公开日】2015年5月20日

　　【申请日】2014年12月26日

　　一种高韧性抗辐照多基元合金及制备方法

　　【技术领域】

　　[0001] 本发明设及低温环境领域和抗福照环境领域，具体设及一种高初性抗福照多基元 合金及制备方法。

　　【背景技术】

　　[0002] 低温下存储液化天然气、氨气和氧气等低温贬罐材料的选择，一直是工业上较为 关注的问题。另外，在一些热核聚变实验堆，其反应堆的线圈盒和整个支撑系统也需要超 低温材料，其中线圈盒的极限使用温度为-269°c，其它部件的使用温度也在-150°cw下。 目前，在该种极限环境中主要使用的316LN不诱钢材料，据文献（束润涛，陈方玉.核级 316LN纯奥氏体实巧焊丝焊接的超低温性能研究[J].现代焊接，2013, 12:28-32.)报道，核 级316LN纯奥氏体焊缝，在液氮-196°C温区，冲击功为81. 8J ;据文献（G巧ssel 0, Krilger L, Frommeyer G, Meyer LW. High strength Fe-Mn- (Al, Si)TRIP/TWIP steels develop ment-properties-application. International Journal of Plasticity. 2000 ; 16 (10-11) :1391-409.)报道，TWIP钢在液氮-196°C温区，冲击功为80.8J。其次，在经济、高效、 清洁能源核电中，核裂变堆中存在大量的福射，具有很大的危害性，抗福照材料的选择也 是核工业的重点研究方向，特别是超水临界堆（Super critical water reactor, SCWR)、 事故容错燃料（Accident Tolerant化el, AT巧等概念的提出和设计，未来核燃料包壳 材料的福射剂量更高，给未来抗福照材料的选择带来了前所未有的挑战。因此，需要在 低温材料领域W及抗福照材料领域需要选择合适安全性高的材料。多基元合金合金 (Multiple-Based-Element Alloys，MBE alloys)是近年来发展的新型材料，类似于高滴合 金。通常，多基元合金被认为是由=个W上的合金元素按照等原子比或近等原子比合金化， 其混合滴在烙点处可W克服混合洽的作用，即当：〇〉1，一般倾向于形成多基元固溶体相的 一类合金。该里Q=Tm* ASmh/l AHmhI，表示合金凝固时多基元固溶体相的形成能力。 A Smh为混合滴，I A HmhI为混合洽的绝对值，Tm为多基元合金的烙点。多基元合金具有高 的混合滴，高混合滴能够促进无序多组元固溶体的形成，该种多组元固溶体各组元之间固 溶度大，无法区分固溶体中的溶剂组元和溶质组元，称之为超级固溶体。多基元合金也更多 地体现出了多种合金元素的集体效应，使得多基元合金具有一些传统合金无法比拟的优异 性能，在工业生产方面具有巨大的潜在应用价值，超低温高性能材料的选择W及抗福照材 料的选择和应用，是未来相关工业重点发展的方向。

　　[0003] 现有的多基元合金的制备方法主要采用电弧烙炼和铜模吸铸的方法，所获得的多 基元合金铸锭质量在50g W下，铸锭体积小，铜模吸铸的体积也小，且操作复杂，使得多基 元合金未来的应用范围受到了限制，不利于未来工业大产品化方向的发展。

　　【发明内容】

　　[0004] 为有效解决上述问题，本发明提供了一种高初性抗福照多基元合金及制备方法。

　　[0005] 一种高初性抗福照多基元合金，所述该多基元合金为面屯、立方固溶体结构，合金 组分的原子比率表达式为AlxMCr化Ni，其中X为原子比率，0《X《50%，M是饥V、铺Mn或 钻Co中的任一种；

　　[0006] 进一步地，所述M为纯度在99.9%W上的饥V、铺Mn或钻Co中的任一种。

　　[0007] 进一步地，相组成结构为简单面屯、立方固溶体结构。

　　[000引一种制备上述的多基元合金的制备方法，包括W下步骤：

　　[0009] 步骤1 ;先设计合金成分的原子比率表达式为Al,MCrFeNi，其中，X为原子比率， 0《X《50%，再按照原子比率换算成质量比；

　　[0010] 步骤2:使用砂纸和砂轮机去除纯度在99. 9% W上的冶金原料A1、M(V、Mn或Co 一种）、&、化和Ni的表面氧化皮，并使用工业己醇超声波震清洗原料金属，烘干，待用；

　　[0011] 步骤3 ;按照步骤1中设计好的原子比率表达式，选择原子比率在步骤1中X范围 内金属原料M中的任意一种，将步骤2中处理过的原料分别进行精确称量配比，总质量在 1. 5kg ~5kg ;

　　[001引步骤4 ;将总质量为1. 5kg~5kg的金属原料，从真空磁悬浮烙炼炉的上腔体将部 分原料放入水冷铜相蜗中，其他原料放置在腔体预置处；

　　[001引步骤5:对真空磁悬浮烙炼炉的样品室进行抽真空，当真空度达到5X1(T中a后，充 入工业氣气直到炉内压力达到半个大气压，40kw、80kw、120kw阶梯式功率感应加热，加热时 间依次为2~3mins、4~5mins、7~8mins，多基元合金原料融化；

　　[0014] 步骤6;将放置在腔体预置处的多基元合金原料，加入已经为融化状态的多基元 合金原料中，再次进行阶梯式功率感应加热；

　　[0015] 步骤7 ;铸锭倒置，待原料全部加入后，再反复烙炼2~3次，烙炼冷却成合金锭， 该合金锭结构主要为面屯、立方固溶体，所述合金锭为大尺寸多基元合金，质量为1. 5kg~ 5kg。

　　[0016] 本发明的有益效果；本发明制成的高初性抗福照AlyMCr化Ni系多基元合金，合金 组分的原子百分比表达式为；AlxMCrFeNi，其中，0《X < 50at%，M是Co、Mn或V中的任一 种。该多基元合金为面屯、立方固溶体结构，在初性和抗福照方面性能优异，不存在初脆转变 温度。室温下，冲击功为294. 34J，而且温度越低，冲击初性越高，在液氮-196°C温区，冲击 功为371. 45J，较TWIP钢的冲击初性提高360%，较核级316LN纯奥氏体钢焊缝金属提高 364%。在福照剂量为0~6(Mpa左右，该多基元合金的福照肿胀率较化-15化-20Ni不诱 钢降低95. 8%。在低温材料和抗福照材料方面都有广阔的应用前景。

　　[0017] 本发明与现有技术相比所具有的优势在于：

　　[001引 （1)本发明的制备出的AlyMCr化Ni系多基元合金，不存在初脆转变温度，室温 下，冲击功为294. 34J，而且温度越低，冲击初性越高，在液氮-196°C温区，该高滴合金的冲 击功为371. 45J，TWIP钢的冲击功为80. 8J，核级316LN纯奥氏体钢焊缝金属的冲击功为 81. 8J。较TWIP钢的冲击初性提高360%，较核级316LN纯奥氏体钢焊缝金属的冲击初性提 高 364%。

　　[0019] (2)与现有奥氏体不诱钢化-15化-20Ni (福照参数；化离子福照；6(Mpa福照剂 量；常温）的抗福照肿胀率相比，抗福照肿胀率降低95.8%。本发明多基元合金福照参数： Au离子福照；剂量；56化a福照剂量；常温。

　　[0020] (3)制备出的多基元合金体积可调，较传统电弧烙炼和铜模吸铸的方法，可W制备 出较大体积的多基元合金材料，利于未来工业大产品化方向的发展。

　　【附图说明】

　　[0021] 图1为本发明实施例中高初性抗福照多基元合金铸锭示意图；

　　[0022] 图2为本发明实施例1合金福照前后X畑曲线示意图；

　　[0023] 图3为本发明实施例1合金福照肿胀率曲线示意图；

　　[0024] 图4为本发明实施例1合金冲击功曲线示意图；

　　[0025] 图5为本发明实施例1合金在RT(298K)、200K、77K S个温度下冲击断口形貌图；

　　[0026] 图6为本发明实施例2合金铸态的X畑曲线示意图。

　　【具体实施方式】

　　[0027] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，W下结合附图及实施例，对 本发明进行进一步详细描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并 不用于限定本发明。

　　[002引相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修 改、等效方法W及方案。进一步，为了使公众对本发明有更好的了解，在下文对本发明的细 节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有该些细节部分的 描述也可W完全理解本发明。

　　[0029] 本发明提供了一种高初性抗福照多基元合金及制备方法，制成的Al,MCr化Ni系 多基元合金，合金组分的原子百分比表达式为；Al,MCrFeNi，其中，0《X < 50%，M是Co、 Mn或V中的任一种。该多基元合金为面屯、立方固溶体结构，在初性和抗福照方面性能优 异，不存在初脆转变温度，室温下，冲击功为294. 34J，而且温度越低，冲击初性越高，在液 氮-196°C温区，冲击功为371. 45J，较TWIP钢的冲击初性提高360%，较核级316LN纯奥氏 体钢焊缝金属提高364%。在福照

　　剂量为0~6(Mpa左右，该多基元合金的福照肿胀率较 Fe-15化-20Ni不诱钢降低95. 8%。在低温材料和抗福照材料方面都有广阔的应用前景。

　　[0030] 本发明还提供一种高初性抗福射照多基元合金及制备方法，该多基元合金类似于 高滴合金，传统方法制备该合金时，所获得的合金体积较小，不利于工业化大产品方向的发 展。本方面的制备方法可W制备出大体积试样，可W对冲击初性性能测试，冲击初性试样尺 寸a〇X10X55mm 3,2mm" U"型口），下面将根据该制备方法详细解释本发明。

　　[0031] 步骤1 ;先设计合金成分的原子比率表达式为AlxMCrFeNi，其中，0《x《50%，再 按照原子比率换算成质量比；

　　[003引步骤2:使用砂纸和砂轮机去除纯度在99. 9% W上的冶金原料A1、M(V、Mn或Co 一种）、&、化和Ni的表面氧化皮，并使用工业己醇超声波震清洗原料金属，烘干，待用； [003引步骤3 ;按照步骤1中设计好的原子比率表达式，选择原子比率在步骤1中X范围 内金属原料M中的任意一种，将步骤B中处理过的原料分别进行精确称量配比，总质量在 1. 5kg ~5kg ;

　　[0034] 步骤4 ;将总质量为1. 5kg~5kg的金属原料，从真空磁悬浮烙炼炉的上腔体将部 分原料放入水冷铜相蜗中，其他原料放置在腔体预置处；

　　[0035] 步骤5:对真空磁悬浮烙炼炉的样品室进行抽真空，当真空度达到5X10-中a后，充 入工业氣气直到炉内压力达到半个大气压，40kw、80kw、120kw阶梯式功率感应加热，加热时 间依次为2~3mins、4~5mins、7~8mins，多基元合金原料融化；

　　[0036] 步骤6 ;将放置在腔体预置处的多基元合金原料，加入已经为融化状态的多基元 合金原料中，再次进行阶梯式功率感应加热；

　　[0037] 步骤7 ;铸锭倒置，待原料全部加入后，再反复烙炼2~3次，烙炼冷却成合金锭， 该合金锭结构主要为面屯、立方固溶体，所述合金锭为大尺寸多基元合金，质量为1. 5kg~ 5kg。

　　[00測 实施例1

　　[0039] 1.合金成分；实施例的合金成分为Ala.iCo化化Ni。

　　[0040] 2.合金的烙炼方法包括W下步骤：

　　[0041] 步骤1 ;先设计合金成分的原子比率表达式为Alu.iCo&化Ni，再按照原子比率换 算成质量比；

　　[0042] 步骤2:使用砂纸和砂轮机去除纯度在99. 9% W上的冶金原料AUCoXr、化和Ni 的表面氧化皮，并使用工业己醇超声波震清洗原料金属，烘干，待用；

　　[00创步骤3 ;将步骤2中处理过的原料分别进行精确称量配比，总质量在1. 5kg~化g ;

　　[0044] 步骤4 ;将总质量为1. 5kg~5kg的金属原料，从真空磁悬浮烙炼炉的上腔体将部 分原料放入水冷铜相蜗中，其他原料放置在腔体预置处；

　　[0045] 步骤5:对真空磁悬浮烙炼炉的样品室进行抽真空，当真空度达到5X10-中a后，充 入工业氣气直到炉内压力达到半个大气压，40kw、80kw、120kw阶梯式功率感应加热，加热时 间依次为2~3mins、4~5mins、7~8mins，多基元合金原料融化；

　　[0046] 步骤6 ;将放置在腔体预置处的多基元合金原料，加入已经为融化状态的多基元 合金原料中，再次进行阶梯式功率感应加热；

　　[0047] 步骤7 ;铸锭倒置，待原料全部加入后，再反复烙炼2~3次，烙炼冷却成合金锭， 该合金锭结构主要为面屯、立方固溶体，所述合金锭为大尺寸多基元合金，质量为1. 5kg~ 5kg。

　　[0048] 实施例2

　　[0049] 1.合金成分；实施例的合金成分为Ala.sCo化化Ni。

　　[0050] 2.合金的烙炼方法包括W下步骤：

　　[0化1] 步骤1 ;先设计合金成分的原子比率表达式为AlujCoh化Ni，再按照原子比率换 算成质量比；

　　[0化2] 步骤2:使用砂纸和砂轮机去除纯度在99. 9% W上的冶金原料AUCoXr、化和Ni 的表面氧化皮，并使用工业己醇超声波震清洗原料金属，烘干，待用；

　　[005引步骤3 ;将步骤2中处理过的原料分别进行精确称量配比，总质量在1. 5kg~化g ; [0化4] 步骤4 ;将总质量为1. 5kg~5kg的金属原料，从真空磁悬浮烙炼炉的上腔体将部 分原料放入水冷铜相蜗中，其他原料放置在腔体预置处；

　　[0化5] 步骤5:对真空磁悬浮烙炼炉的样品室进行抽真空，当真空度达到5X10-中a后，充 入工业氣气直到炉内压力达到半个大气压，40kw、80kw、120kw阶梯式功率感应加热，加热时 间依次为2~3mins、4~5mins、7~8mins，多基元合金原料融化；

　　[0化6] 步骤6 ;将放置在腔体预置处的多基元合金原料，加入已经为融化状态的多基元 合金原料中，再次进行阶梯式功率感应加热；

　　[0057] 步骤7 ;铸锭倒置，待原料全部加入后，再反复烙炼2~3次，烙炼冷却成合金锭， 该合金锭结构主要为面屯、立方固溶体，所述合金锭为大尺寸多基元合金，质量为1. 5kg~ 5kg。

　　【主权项】

　　1. 一种高韧性抗辐照多基元合金，其特征在于，合金组分的原子比率表达式为 AlxMCrFeNi,其中X为原子比率，O彡X彡50 %，M是钒V、锰Mn或钴Co中的任一种。

　　2. 根据权利要求1所述的多基元合金，其特征在于，所述M为纯度在99. 9 %以上的钒 V、锰Mn或钴Co中的任一种。

　　3. 根据权利要求1所述的多基元合金，其特征在于，相组成结构为简单面心立方固溶 体结构。

　　4. 一种制备权利要求1-3之一所述的一种高韧性抗辐照多基元合金的制备方法，其特 征在于，包括以下步骤： 步骤A :先设计合金成分的原子比率表达式为AlxMCrFeNi，其中，0彡X彡50 %， 再按照原子比率换算成质量比； 步骤B:使用砂纸和砂轮机去除纯度在99. 9 %以上的冶金原料Al、M (V、Mn或Co - 种)、Cr、Fe和Ni的表面氧化皮，并使用工业乙醇超声波震清洗原料金属，烘干，待用； 步骤C :按照步骤A中设计好的原子比率表达式，选择原子比率在步骤A中X范围内 金属原料M中的任意一种，将步骤B中处理过的原料分别进行精确称量配比，总质量在1. 5 kg ~5 kg ; 步骤D :将总质量为I. 5 kg~5 kg的金属原料，从真空磁悬浮恪炼炉的上腔体将部分 原料放入水冷铜坩埚中，其他原料放置在腔体预置处； 步骤E:对真空磁悬浮熔炼炉的样品室进行抽真空，当真空度达到5X KT3Pa后，充入工 业氩气直到炉内压力达到半个大气压，40 kw、80 kw、120 kw阶梯式功率感应加热，加热时 间依次为2~3 mins、4~5 mins、7~8 mins，多基元合金原料融化； 步骤F :将放置在腔体预置处的多基元合金原料，加入已经为融化状态的多基元合金 原料中，再次进行阶梯式功率感应加热； 步骤G :铸锭倒置，待原料全部加入后，再反复熔炼2~3次，熔炼冷却成合金锭，该合 金锭结构主要为面心立方固溶体，所述合金锭为大尺寸多基元合金，质量为I. 5kg~5kg。

　　5. 根据权利要求4所述的多基元合金的制备方法，其特征在于，所述步骤B中在水冷铜 坩埚中第一次加入Ikg的原料，其它原料放置在腔体预置处。

　　6. 根据权利要求5所述的多基元合金的制备方法，其特征在于，所述其他原料分多次 加入，每次加入不超过lkg。

　　7. 根据权利要求5所述的多基元合金的制备方法，其特征在于，所述步骤E中，真空磁 悬浮熔炼炉样品室抽真空前，需进行预先真空< 6 X KT3Pa,在完成阶梯式功率感应加热，多 基元合金原料融化后，保温3分钟。

　　【专利摘要】本发明提供了一种高韧性抗辐照多基元合金及制备方法，制成的AlxMCrFeNi系多基元合金，原子比率表达式为：AlxMCrFeNi，其中,x为原子比率， 0≤x≤50%， M 是V、Mn 或Co中的任一种。该多基元合金在韧性和抗辐照方面性能优异，不存在韧脆转变温度。室温下，冲击功为294.34J，而且温度越低，冲击韧性越高，在液氮-196℃温区，冲击功为371.45J，较TWIP钢的冲击韧性提高360%，较核级316LN纯奥氏体钢焊缝金属提高364%。在辐照剂量为0～60dpa左右，该多基元合金的辐照肿胀率较Fe-15Cr-20Ni不锈钢降低95.8%。在低温材料和抗辐照材料方面都有广阔的应用前景。

　　【IPC分类】C22C1-02, C22C30-00

　　【公开号】CN104630596

　　【申请号】CN201510020618

　　【发明人】张勇, 夏松钦, 刘石, 林均品, 吕昭平, 杨腾飞, 王艳丽, 王辉

　　【申请人】北京科技大学

　　【公开日】2015年5月20日

　　【申请日】2015年1月15日