多组元合金材料的微波高通量微制造技术研究

赵雷，陈学斌，冯光，李冬玲，王蓬，王海舟

钢铁研究总院，金属材料表征北京市重点实验室

摘要

传统合金材料开发方法一般是一次试验尝试一种成分配比的合金材料，其效率低、耗样量大，严重制约材料的发现与改进。材料基因研究是通过一次实验制备大量微小尺寸样品，通过高通量表征获取海量数据和结果，以快速筛选符合设计要求的材料组合，即通过量变实现质变的全新路径。微波作为特种能场被认为是人类的“第二团火焰”，其具有材料内部加热及加热速度快等特点，能够大幅度缩短制备周期和降低烧结温度，从而使工艺过程简化，为实现材料的快速制备奠定了基础。而且，其独有的加热特性可以制备出显微组织均匀、晶粒细小的材料，同时体积加热、选择性加热以及非热效应加热等特性是其它加热方式和手段所不具备的。本研究提出采用微波特种能场开发金属块体材料的高通量制备新方法，能够一次试验制备一批含有多种成分变化的小尺寸样品，结合相应的分析表征手段，实现短时间内大量样品的制备与表征。本报告以模具钢H13金属粉为基体材料，通过添加不同的纯元素金属粉，再以微波制备手段一次性合成梯度组分变化的系列样品，并对其成分均匀性、组织状态和力学性能等参数进行高通量表征，初步探索性能和组织与组分变化的相关性，为多元合金的高通量制备提供必要的基础信息，提出一种块体材料高通量制备的新原理和新技术。

        DOI: 10.12110/firstfmge.20171121.215