[01235906]一种基于高熵效应的多组元成分沉淀硬化不锈钢

1.课题来源与背景 课题来源于国家自然科学基金研究项目,目前,沉淀硬化不锈钢分类主要包括：①以0Cr17Ni7Al、0Cr15Ni7Mo2Al为代表的半奥氏体沉淀硬化不锈钢;②以0Cr15Ni20Ti2MoVB、1Cr17Ni10P为代表的奥氏体沉淀硬化不锈钢;③以17-4PH（0Cr17Ni4Cu4Nb）和15-5PH（0Cr15Ni5Cu3Nb）为代表具有较高硬度的马氏体沉淀硬化不锈钢。其中,马氏体沉淀硬化不锈钢除包含对耐蚀性有重要作用的Cr元素和对奥氏体稳定性有明显作用的Ni元素之外,一般还需添加Cu、Nb元素,利用富Cu相的共格沉淀硬化和碳氮化铌第二相析出提高强化效果。但是,传统合金理论认为钢铁材料中添加过多合金元素凝固后易形成大量粗大第二相,不利于韧性和耐蚀性。因此,不锈钢中除Cr、Ni主要合金元素之外,其它合金元素添加总量一般不会超过10%。 2.技术原理与性能指标 技术原理：沉淀硬化不锈钢已知的强化机制主要有位错强化、沉淀强化、固溶强化等,本发明提出的基于高熵效应新型多组元沉淀硬化不锈钢可进一步增强上述强化机制：① 高组态熵有利于多组元成分不锈钢获得超饱和固溶体,而不同元素原子半径的差异可增加固溶体点阵畸变,阻碍位错运动,提高固溶强化效果;② 高合金成分下高乱度原子团的原子点阵占位有利于引发位错增殖,提升位错强化或微结构强化效果;③ 多组元沉淀硬化不锈钢由于合金元素含量高,凝固获得的单相超饱和固溶体时效后能析出更多第二相硬质相,起到更好的弥散强化效果,时效硬度更高。 性能指标：该合金耐稀硫酸腐蚀性能和时效硬度均明显优于相同凝固条件下制备的17-4H（0Cr17Ni4Cu4Nb）沉淀硬化不锈钢。 3. 技术的创造性与先进性 本发明将高混合熵效应与先进不锈钢材料相结合,提出并设计了一种具有高耐蚀、高时效硬度和相对高熵合金更低成本的新型多组元沉淀硬化不锈钢成分。该合金耐稀硫酸腐蚀性能和时效硬度均明显优于相同凝固条件下制备的17-4H（0Cr17Ni4Cu4Nb）沉淀硬化不锈钢。具有较好的发明先进性. 4. 技术的成熟程度 本技术具有较高的成熟度和安全性,广泛适用于对材料硬度和耐腐蚀性能有较高要求的沉淀硬化不锈钢材质应用领域。。 5. 应用情况及存在的问题 本技术已完成实验室阶段研究,正在寻求初期的中试应用。 6. 历年获奖情况 暂无。