高铁钒硅耐热铝合金材料及其制备方法

摘要

本发明属于金属合金及其制备技术领域，涉及一种高铁钒硅耐热铝合金材料及其制备方法，材料的组分及含量：Fe：13.00％～15.00％；V：1.35％～2.45％；Si：2.35％～3.45％；Mn：0.35％～0.65％；Ce：0.1-0.2％；Zr：0.05％～0.15％；Al：余量。制备方法的具体步骤如下：①成分设计与精确配料；②熔炼、覆盖与精炼：③喷射沉积制备：④挤压加工：本发明的优点：采用本发明材料及制备方法制造的高铁钒硅耐热铝合金材料具有高的铁基化合物体积分数、高的组织致密度以及组织细小的特点，并将改善后续成型加工性以及提高力学性能有益。

权利要求

1.一种高铁钒硅耐热铝合金材料，其特征在于：该材料的各组分按重量百分比为：Fe：13.00％～15.00％；V：1.35％～2.45％；Si：2.35％～3.45％；Mn：0.35％～

0.65％；Ce：0.1-0.2％；Zr：0.05％～0.15％；Al：余量。

2.根据权利要求1所述的一种高铁钒硅耐热铝合金材料，其特征在于：该材料的制备方法的具体步骤如下：第一步：成分设计与精确配料：

成分设计各组分按重量百分比为Fe：13.00％～15.00％；V：1.35％～2.45％；Si：

2.35％～3.45％；Mn：0.35％～0.65％；Ce：0.1-0.2％；Zr：0.05％～0.15％；余量为Al；

按照上述合金的成分进行精确配料，采用铝铁、铝钒、铝硅、铝锰、铝锆、铝铈中间合金以及纯铝炉料，进行定量配料；

第二步：熔炼、覆盖与精炼：

采用中频电磁感应炉熔炼，熔炼时铁、钒、硅、锰、锆、铈以铝中间合金形式加入，一同加入；熔化后，铝液表面应及时补加覆盖剂保护避免氧化烧损；调整铝液温度为1000℃～

1100℃，进行精炼处理；

覆盖剂的加入，采用5％KCl+25％NaCl+70％CaCl2组合的覆盖剂，也可以采用40-60％MgCl+40-60％KCl组合的覆盖剂，其加入量为总炉料量的2％-5％；分别在装炉时加入，并在熔炼及浇注过程中补加，以避免液体金属裸露；

精炼处理，调整铝液温度至1000℃～1100℃，加入2～6％的六氯乙烷熔剂，对合金液进行搅拌、净化处理，以去除合金中杂物、渣物和气体；精炼后，静置10～15min后准备浇注；

第三步：喷射沉积制备：

在中频熔炼炉中进行合金熔炼、覆盖、除气与净化处理后，调整铝液温度为950℃～

1200℃准备浇注；将铝液导入到漏斗与导流嘴中控制流量，进入喷射沉积雾化器中雾化沉积，产生高度雾化的高速半固态溅射流，高速溅射沉积到接收底盘上，通过底盘向下的移动速度、旋转速度以及与雾化器的摆角的偶合，制备成不同直径大小的圆形锭坯；

金属导流浇注参数：

浇注温度：950℃～1200℃金属流量：6～8Kg/min

喷射沉积参数：

扫描速度：20.9～23.3Hz；

3

氮气气体流量：21～24Nm/min；

氮气压力：8.5～9.5atm；

喷射高度：670～730mm；

沉积坯接收参数：

接收底盘旋转速度：2.78～3.16r/s；

接收底盘移动速度：0.57～0.70mm/s；

第四步：挤压加工：

切割下料成要求的挤压坯，加热到挤压温度，保温一定时间，送入到挤压机中，在挤压冲头、挤压筒和或芯轴共同作用下，挤压成形棒坯或管坯材；

加热保温参数：按照铝合金挤压制品保温时间确定规则确定，即①挤压坯直径φ≤50mm时，保温时间τ＝1.5φmin；②挤压坯直径φ≥100mm时，保温时间τ＝

2φmin；③挤压坯直径φ在50～100mm时，保温时间τ＝1.5φ+0.01(φ-50)φmin；

挤压参数：

挤压比：10～17；

挤压速度：1.2～1.5m/min；

挤压温度：400～550℃。

3.根据权利要求2所述的一种高铁钒硅耐热铝合金材料，其特征在于：所述的喷射沉积中的金属导流浇注参数为：浇注温度：1050～1150℃金属流量：6.5～7Kg/min；

喷射沉积参数：

扫描速度：22.3～23.3Hz；

3

氮气气体流量：23～24Nm/min；

氮气压力：9.0～9.5atm；

喷射高度：700～720mm；

沉积坯接收参数：

接收底盘旋转速度：2.78～3.16r/s；

接收底盘移动速度：0.60～0.65mm/s。

4.根据权利要求2所述的一种高铁钒硅耐热铝合金材料，其特征在于：所述的挤压加工中挤压参数为：

挤压比：15～17；

挤压速度：1.3～1.4m/min；

挤压温度：430～480℃。

说明书

高铁钒硅耐热铝合金材料及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明属于金属合金及其制备技术领域，涉及一种高铁钒硅耐热铝合金材料及其制备方法。

背景技术

[0002] 快速凝固耐热高铁铝合金，其弥散相如Al12(Fe，V)3Si尺寸细小处于纳米量级且体积分数高达20％～40％，α-Al晶粒处于亚微米量级，这种高度细化的组织也具有极高的热稳定性。因而，快速凝固高铁合金具有优异的高温性能，是替代钛合金、钢，可在285℃～350℃稳定工作的先进铝合金，可用于制造如飞机叶片、直升机螺旋桨、发动机叶轮等热端部件及结构件。目前已投入使用的高铁钒硅系耐热铝合金均是通过快速凝固/粉末冶金
3 5
(RS/PM)技术生产的，其凝固速度达到10 ～101/s，制备的铁基化合物相细小、弥散并体积分数高，对合金的成型加工以及耐热性能极为有益。但是该技术存在制备工艺复杂、制造周期长成本高；并且在产品成型中，材料中的氧含量不易控制、高温烧结还会损失细小的快速凝固组织、大尺寸坯件制备困难等缺点，限制了这种先进合金的应用范围。

[0003] 喷射成形技术是20世纪90年代国际上规模化发展起来的一种先进的快速凝固制3
坯技术，凝固速度达到101/s量级，可从液态金属直接制取具有快速凝固组织特征的大尺寸坯件，并可有效缩短材料制备工艺流程，避免了快速凝固/粉末冶金(RS/PM)技术的不足，近年来发展十分迅速。

[0004] 目前，国内外已有采用喷射成形方法试制Al-Fe-V-Si耐热铝合金的报导，对喷射成形工艺参数进行研究，对沉积坯件的热压工艺进行探索，对材料的组织进行分析，并对不同成分材料的性能进行比较，但这些研究都局限于原有快速凝固/粉末冶金(RS/PM)技术的材料体系，如8009、8019、8022、CU78、CZ42、FVS0812、FVS1212等的仿制性研究，制备的高铁化合物体积分数不足20～35％，致密度不足95％。显然，这些研究没有突破快速凝固/粉末冶金(RS/PM)技术的材料体系，没有建立基于喷射沉积制坯技术特点的材料体系以及制备工艺特点。

[0005] 中国专利CN1718804公布了一种原位生成TiC增强Al-Fe-V-Si系耐热铝合金材料及其制备方法，是基于8009铝合金基础上增加形成TiC增强的一种喷射沉积耐热铝合金；中国专利CN1614060公布了耐热铝合金的制备方法，是基于8009铝合金基础上在喷射沉积雾化气体中加入小于43μm的同种合金成分的粉末的一种耐热铝合金。显然，这两项专利技术基于8009铝合金体系，存在在制造中增加形成TiC增强相、加入43μm的同种合金成分粉末的技术难度及复杂性。中国专利CN1718808公布了高强耐热铝合金是基于重量百分比(wt％)为：Si6.5～17.5、Cu2.5～5.0、Ni1.0～3.0、Mn0.4～1.0、Mg0.4～1.2、Ti0.1～1.0、B0.02～0.2、Zr0.1～1.0、Cd0.1～0.6、P0.005～0.05、其余为铝，Si/Mg为10～20，Cu/Mg为4～13的铸造合金。显然，这项专利技术采用铸造成形技术，有别于粉末冶金法和喷射沉积法，并不属于同一合金体系，还存在制品的力学性能不高、微观组织粗大、耐热相体积分数与致密度不高的技术问题。

[0006] 欧洲专利(网)US4867806(A)公布了一种耐热高强度铝合金及制造制品的方法是基于Fe、Cu、Si、Co和Al构成的耐热铝合金，如8.0～30.0％Si，2.0～33.0％Fe；0.8～7.5％Cu；0.3～3.5％Mg；0.5～5.0％Mn和0.5～3.0％Co；欧洲专利(网)JP8134575(A)公布了一种耐热高强度铝合金及制造制品的方法是基于Fe、Ti、Si和Al构成的耐热铝合金，如4～6.8％Fe，0.5～1.2％Ti，1.5～2.5％Si，0.1～2.5％Mg和Al，最好5.6≤Fe/Ti≤8.0。两专利技术都是采用粉末热压、挤压与锻造成形，并不属于同一合金体系。显然，该两专利技术都存在粉末冶金制造技术的不足。

发明内容

[0007] 本发明的技术方案是为了克服现有技术中存在的问题或不足，而提出了一种高铁钒硅耐热铝合金材料及其制备方法，简化制造工艺，采用新的合金成分体系设计，直接进行喷射沉积制备与挤压成形技术制造。

[0008] 本发明的技术方案：

[0009] 一种高铁钒硅耐热铝合金材料，该材料的各组分按重量百分比为：

[0010] Fe：13.00％～15.00％；V：1.35％～2.45％；Si：2.35％～3.45％；Mn：0.35％～0.65％；Ce：0.1-0.2％；Zr：0.05％～0.15％；Al：余量。

[0011] 该材料的制备方法的具体步骤如下：

[0012] 第一步：成分设计与精确配料：

[0013] 成分设计各组分按重量百分比为Fe：13.00％～15.00％；V：1.35％～2.45％；Si：2.35％～3.45％；Mn：0.35％～0.65％；Ce：0.1-0.2％；Zr：0.05％～0.15％；余量为Al；精确配料按照本发明的合金，采用铝铁、铝钒、铝硅、铝锰、铝锆、铝铈中间合金以及纯铝炉料，进行定量配料；

[0014] 第二步：熔炼、覆盖与精炼：

[0015] 采用中频电磁感应炉熔炼，熔炼时铁、钒、硅、锰、锆、铈以铝中间合金形式加入，可一同加入；熔化后，铝液表面应及时补加覆盖剂保护避免氧化烧损；调整铝液温度为1000℃～1100℃，进行精炼处理；

[0016] 覆盖剂的加入，采用5％KCl+25％NaCl+70％CaCl2组合的覆盖剂，也可以采用40-60％MgCl+40-60％KCl组合的覆盖剂，其加入量为总炉料量的2％-5％；分别在装炉时加入，并在熔炼及浇注过程中补加，以避免液体金属裸露；

[0017] 精炼处理，调整铝液温度至1000℃～1100℃，加入2～6％的六氯乙烷熔剂，对合金液进行搅拌、净化处理，以去除合金中杂物、渣物和气体；精炼后，静置10～15min后准备浇注；

[0018] 第三步：喷射沉积制备：

[0019] 在中频熔炼炉中进行合金熔炼、覆盖、除气与净化处理后，调整铝液温度为950℃～1100℃准备浇注；将铝液导入到漏斗与导流嘴中控制流量，进入喷射沉积雾化器中雾化沉积，产生高度雾化的高速半固态溅射流，高速溅射沉积到底盘接收设备上，通过底盘向下的移动速度、旋转速度以及与雾化器的摆角的偶合，制备成不同直径大小的圆形锭坯；

[0020] 金属导流浇注参数：

[0021] 浇注温度：950℃～1200℃

[0022] 金属流量：6～8Kg/min(采用导流嘴直径φ5～5.5)

[0023] 喷射沉积参数：

[0024] 扫描速度：20.9～23.3Hz；

[0025] 氮气气体流量：21～24Nm3/min；

[0026] 氮气压力：8.5～9.5atm；

[0027] 喷射高度：670～730mm；

[0028] 沉积坯接收参数：

[0029] 接收底盘旋转速度：2.78～3.16r/s；

[0030] 接收底盘移动速度：0.57～0.70mm/s；

[0031] 第四步：挤压加工：

[0032] 切割下料成要求的挤压坯，加热到挤压温度，保温一定时间，送入到挤压机中，在挤压冲头、挤压筒和或芯轴共同作用下，可挤压成形棒坯或管坯材；

[0033] 加热保温参数：按照铝合金挤压制品保温时间确定规则确定，即①挤压坯直径φ≤50mm时，保温时间τ＝1.5φ(min)；②挤压坯直径φ≥100mm时，保温时间τ＝2d(min)；③挤压坯直径φ在50～100mm时，保温时间τ＝1.5φ+0.01(φ-50)φ(min)；

[0034] 挤压参数：

[0035] 挤压比：10～17；

[0036] 挤压速度：1.2～1.5m/min；

[0037] 挤压温度：400～550℃；

[0038] 所述的喷射沉积中的优选金属导流浇注参数为：

[0039] 浇注温度：1050～1150℃

[0040] 金属流量：6.5～7Kg/min；

[0041] 喷射沉积参数：

[0042] 扫描速度：22.3～23.3Hz；

[0043] 氮气气体流量：23～24Nm3/min；

[0044] 氮气压力：9.0～9.5atm；

[0045] 喷射高度：700～720mm；

[0046] 沉积坯接收参数：

[0047] 接收底盘旋转速度：2.78～3.16r/s；

[0048] 接收底盘移动速度：0.60～0.65mm/s。

[0049] 所述的挤压加工中优选挤压参数为：

[0050] 挤压比：15～17；

[0051] 挤压速度：1.3～1.4m/min；

[0052] 挤压温度：430～480℃。

[0053] 本发明的有益效果：采用本发明材料及制备方法制造的高铁钒硅耐热铝合金材料具有高的铁基化合物体积分数、高的组织致密度以及组织细小的特点，并将改善后续成型加工性以及提高力学性能有益。避免快速凝固/粉末冶金(RS/PM)技术的制备周期长、成本高以及易受氧污染的特点；优于现有喷射沉积技术制备的材料致密度不高、体积分数小的不足。

[0054] 本发明的高铁钒硅耐热铝合金材料特点之一是采用新的多元合金成分，为获得高的铁基化合物体积分数提供保障；高铁钒硅耐热铝合金材料制备技术特点之二是采用喷射沉积制造工艺，通过制造工艺参数优化，制备的组织细小、致密度高，制造的材料可沿用常规加工设备及工艺条件加工。

附图说明

[0055] 本说明书共有6幅附图。

[0056] 图1.为本发明材料制备的喷射雾化沉积工艺装置图；

[0057] 图2.为本发明材料挤压加工工艺装置图；

[0058] 图3.为本发明材料可获得的半成品形式之一；

[0059] 图4.为实施例1的喷射沉积态微观组织(金相组织图)；

[0060] 图5.为实施例1的挤压态微观组织及尺寸测试(金相组织图)；

[0061] 图6.为实施例1的组织中第二相体积分数三维视频显微图片(39.37％)(金相组织图)。

具体实施方式

[0062] 下面结合附图对本发明的实施例做进一步描述：

[0063] 本发明中高铁钒硅耐热铝合金材料，其金属元素主要为铝、铁、钒、硅、锰、锆、铈等元素。

[0064] 在本发明中，优选Fe的含量为13.00％～15.00％；其作用机理是形成细小、分布均匀的复合相化合物，对提高耐热性能与改善热物理性能有益。但铁量增加对合金成形工艺性能、塑性变形加工性能带来难度，因此必须在制备中控制其复合相化合物尺寸、分布和形状。

[0065] 在本发明中，优选V的含量为1.35％～2.45％；其作用是与铁、硅、铝形成铁基复合相化合物，对提高耐热性能与改善热物理性能有益。并部分与锆共同细化合金组织以及高温时阻碍晶界迁移，抑制组织粗化作用。

[0066] 在本发明中，优选Si的含量为2.35％～3.45％％；其作用是与铁、钒、铝形成铁基耐热相，对提高耐热性与力学性能有益。

[0067] 在本发明中，优选Mn的含量为0.35％～0.65％；其作用是控制铁基化合物相的形状，避免产生针、棒状；并部分与铁、硅、铝等形成化合物相，对高温力学性能以及成型加工工艺性能的改善有益。

[0068] 在本发明中，优选Ce的含量为0.1-0.2％；添加了稀土元素Ce，改变了铝合金的结晶组织，并能能形成Al8Fe4Ce、斜方结构的Al10Fe2Ce、Al13Fe3Ce及Al3Fe相，提高了铝合金的耐热性。

[0069] 在本发明中，优选Zr的含量为0.05％～0.15％；其作用是细化基体组织，能形成立方结构的亚稳相Al3Zr，具有钉扎位错抑制扩散的作用。

[0070] 铝是合金中的基体元素，其含量受合金化元素加入量约束。

[0071] 高铁钒硅耐热铝合金材料的制备方法：

[0072] 第一步：成分设计与精确配料：按照本发明合金的成分配方进行精确配料。在配料方法上，对铁、钒、硅、锰、锆、铈等高熔点合金元素，采用中间合金的方法，进行配料，以便于能将这些高熔点合金元素加入到低熔点的铝中，即以Al-30％Fe、Al-15％V、Al-40％Si、Al-20％Mn、Al-5％Zr、Al-10％Ce中间合金的炉料形式进行配料，中间合金中其它杂质元素限定参照GB/T8735标准执行。铝以纯金属炉料的方式进行配料。在以中间合金的炉料方式配料后，铝量不足时，将以纯铝炉料的方式补足。

[0073] 第二步：熔炼、覆盖与精炼：

[0074] 采用中频电磁感应炉熔炼，熔炼时铁、钒、硅、锰、锆、铈以铝中间合金形式加入，可一同加入；熔化后，铝液表面应及时补加覆盖剂保护避免氧化烧损；调整铝液温度为1000℃～1100℃，进行精炼处理；

[0075] 覆盖剂的加入，采用5％KCl+25％NaCl+70％CaCl2组合的覆盖剂，也可以采用40-60％MgCl+40-60％KCl组合的覆盖剂，其加入量为总炉料量的2％-5％；分别在装炉时加入，并在熔炼及浇注过程中补加，以避免液体金属裸露；

[0076] 精炼处理，调整铝液温度至1000℃～1100℃，加入2～6％的六氯乙烷熔剂，对合金液进行搅拌、净化处理，以去除合金中杂物、渣物和气体；精炼后，静置10～15min后准备浇注；

[0077] 第三步：喷射沉积制备：

[0078] 在中频熔炼炉中进行合金熔炼、覆盖、除气与净化处理后，调整铝液温度为950℃～1200℃准备浇注；将铝液导入到漏斗与导流嘴中控制流量，进入喷射沉积雾化器中雾化沉积，产生高度雾化的高速半固态溅射流，高速溅射沉积到底盘接收设备上，通过底盘向下的移动速度、旋转速度以及与雾化器的摆角的偶合，制备成不同直径大小的圆形锭坯；

[0079] 金属导流浇注参数：

[0080] 浇注温度：950℃～1200℃

[0081] 金属流量：6～8Kg/min(采用导流嘴直径φ5～5.5)

[0082] 喷射沉积参数：

[0083] 扫描速度：20.9～23.3Hz；

[0084] 氮气气体流量：21～24Nm3/min；

[0085] 氮气压力：8.5～9.5atm；

[0086] 喷射高度：670～730mm；

[0087] 沉积坯接收参数：

[0088] 接收底盘旋转速度：2.78～3.16r/s；

[0089] 接收底盘移动速度：0.57～0.70mm/s；

[0090] 第四步：挤压加工：

[0091] 切割下料成要求的挤压坯，加热到挤压温度，保温一定时间，送入到挤压机中，在挤压冲头、挤压筒和或芯轴共同作用下，可挤压成形棒坯或管坯材；

[0092] 加热保温参数：按照铝合金挤压制品保温时间确定规则确定，即①挤压坯直径φ≤50mm时，保温时间τ＝1.5φ(min)；②挤压坯直径φ≥100mm时，保温时间τ＝2d(min)；③挤压坯直径φ在50～100mm时，保温时间τ＝1.5φ+0.01(φ-50)φ(min)；

[0093] 挤压参数：

[0094] 挤压比：10～17；

[0095] 挤压速度：1.2～1.5m/min；

[0096] 挤压温度：400～550℃；

[0097] 所述的喷射沉积中的优选金属导流浇注参数为：

[0098] 浇注温度：1050～1150℃

[0099] 金属流量：6.5～7Kg/min；

[0100] 喷射沉积参数：

[0101] 扫描速度：22.3～23.3Hz；

[0102] 氮气气体流量：23～24Nm3/min；

[0103] 氮气压力：9.0～9.5atm；

[0104] 喷射高度：700～720mm；

[0105] 沉积坯接收参数：

[0106] 接收底盘旋转速度：2.78～3.16r/s；

[0107] 接收底盘移动速度：0.60～0.65mm/s。

[0108] 所述的挤压加工中优选挤压参数为：

[0109] 挤压比：15～17；

[0110] 挤压速度：1.3～1.4m/min；

[0111] 挤压温度：430～480℃。

[0112] 图1为本发明的喷射雾化沉积工艺装置，在中频熔炼炉1进行合金熔炼、除气与净化处理，浇注到漏斗2与导流嘴3中控制导流，进入喷射沉积雾化器4中雾化沉积，产生高度雾化的高速半固态溅射流5，高速溅射沉积到底盘接收设备7上，通过底盘向下的移动速度、旋转速度以及与雾化器的摆角的偶合，制备成不同直径大小的圆形锭坯6；

[0113] 图2为挤压加工工艺装置，切割下料成要求的喷射沉积挤压坯10，加热到挤压温度，保温一定时间，送入到挤压机9中，在挤压冲头8和芯轴11共同作用下，挤压成形厚壁管材12；

[0114] 图3为本发明材料可获得的半成品形式之一，可获得棒材、管材以及型材。可根据具体产品要求，切割加工喷射沉积挤压坯，是经过图1所获得的喷射沉积锭坯，为图2中的挤压坯10，加热后放入图2中的挤压机9内，在挤压冲头8和芯轴11共同作用下，挤压成形厚壁管材12；而挤压成棒材或型材的挤压模未示出。

[0115] 图4为实施例1的喷射沉积态微观组织，是经过图1所获得的喷射沉积锭坯的组织。图中白色的为基体相α组织，其它颜色组织为含铁相化合物组织，颜色有所不同，形状各异，基本上有团块状、棒状和针状组织；

[0116] 图5为实施例1的挤压态微观组织及尺寸测试，图中白色的为基体相α组织，其它颜色组织为含铁相化合物组织。图中可见在挤压加工的作用下，已将图4中颜色不同、形状各异的喷射沉积态含铁相化合物组织，如团块状、棒状和针状微观组织得到极大的破碎，形成细小颗粒状组织。图中标示了测试含铁化合物颗粒尺寸的测试点及标示。

[0117] 图6为实施例1的组织中第二相体积分数三维视频显微图片(39.37％)。图中的黑色为基体相α组织，白色为含铁相化合物组织，采用投影法测试白色部分的体积分数。

[0118] 测试用试样：

[0119] 1、致密度测试采用喷射沉积锭坯、管材解剖，分别切取密度测试试样；

[0120] 致密度＝喷射沉积态试样密度÷挤压态试样密度(100％)

[0121] 2、高铁相尺寸、体积分数测试采用管材解剖，切取金相试样；

[0122] ②采用本发明材料及上述制备方法制造的本发明材料具有的特点在于：

[0123] 表1各实施例化学分析(wt％)

[0124]

[0125] 实施例1材料微观质量特点：

[0126] 喷射沉积态：铁基化合物相尺寸≤15μm，致密度≥97％；

[0127] 挤压态：铁基化合物相尺寸≤5μm，铁基化合物相体积分数≥39％；

[0128] 实施例2材料微观质量特点：

[0129] 喷射沉积态：铁基化合物相尺寸≤15μm，致密度≥97％；

[0130] 挤压态：铁基化合物相尺寸≤4μm，铁基化合物相体积分数≥37％；

[0131] 实施例3材料微观质量特点：

[0132] 喷射沉积态：铁基化合物相尺寸≤15μm，致密度≥98％；

[0133] 挤压态：铁基化合物相尺寸≤3H m，铁基化合物相体积分数≥35％；

[0134] 以实施例1为例做配料计算：

[0135] 1)实施例1的化学成分如下：

[0136] Fe：15.0％；V：2.45％；Si：3.45％；Mn：0.65％；Zr：0.15％；Ce：0.20％；Al：余量的铝合金。

[0137] 2)按装炉100公斤炉料，进行配料计算：

[0138] 则需要各合金元素量为：

[0139] Fe：15公斤；V：2.45公斤；Si：3.45公斤；Mn：0.65公斤；Zr：0.15公斤；Ce：0.20公斤。

[0140] Al：余量为100公斤-上述合金元素的总代数和(21.9公斤)，为78.1公斤。

[0141] 3)因铁、钒、硅、锰、锆、铈采用铝中间合金的炉料形式加入。因此，必须转换成中间合金的加入量。则：

[0142] ①要加入15公斤Fe，则需要加入Al-30％Fe铝中间合金炉料为

[0143] 15公斤/30％＝50公斤；将带进Al量为50-15＝35公斤。

[0144] ②要加入3.45公斤Si，则需要加入Al-40％Si中间合金炉料为

[0145] 3.45公斤/40％＝8.625公斤；将带进Al量为8.625-3.45＝5.175公斤

[0146] 同理可计算出加入V、Mn、Zr、Ce的量。

[0147] ③需要要加入Al-15％V中间合金炉料为16.33公斤，将带进Al量为13.88公斤；

[0148] ④需要要加入Al-20％Mn中间合金炉料为3.25公斤，将带进Al量为2.6公斤；

[0149] ⑤需要要加入Al-5％Zr中间合金炉料为3.00公斤，将带进Al量为2.85公斤；

[0150] ⑥需要要加入Al-10％Ce中间合金炉料为2.00公斤，将带进Al量为1.80公斤；

[0151] 4)需要补加的Al为：

[0152] 因100公斤合金中需要纯Al量为78.3公斤；而上述采用铝中间合金的形式加入铁、钒、硅、锰、锆、铈带进的铝量为(35+13.88+5.175+2.6+2.85+1.80)＝61.305公斤。

[0153] 则需要补足的纯铝为78.1公斤-61.305公斤＝16.795公斤。

[0154] 5)到此为止全部炉料计算完毕，则应向炉中加入的炉料：

[0155] Al-30％Fe中间合金炉料为50公斤；

[0156] Al-15％V中间合金炉料为16.33公斤；

[0157] Al-40％Si中间合金炉料为8.625公斤；

[0158] Al-15％Mn中间合金炉料为3.25公斤；

[0159] Al-10％Zr中间合金炉料为3.00公斤；

[0160] Al-10％Ce中间合金炉料为2.00公斤；

[0161] 需要补加的纯Al为16.795公斤；

[0162] 则总加入量验证：50+16.33+8.625+3.25+3.00+2.00+16.795＝100公斤(配料计算准确)。

[0163] 以实施例1为例做测试说明：

[0164] 喷射沉积态铁基化合物相尺寸小于13.22um；

[0165] 致密度：

[0166] 致密度＝喷射沉积态试样密度÷挤压态试样密度(100％)

[0167] ＝3.06÷3.14＝97.45％

[0168] 挤压态铁基化合物相尺寸小于3.22um，三维体积分数为39.37％。