[发明专利]一种石墨烯增强奥氏体钢复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种石墨烯增强奥氏体钢复合材料，包含了一定重量比的石墨烯，所述石墨烯的重量比为0.1%~0.5%；复合材料的组织占比为94.65%~0.6%的马氏体，以及组织占比为5.35%~99.4%的奥氏体，其特征在于，所述奥氏体由高能束对石墨烯粉体和马氏体钢粉混合物照射诱导奥氏体相变而成；

所述石墨烯增强奥氏体钢复合材料的制备方法包括如下步骤：

第一步，取0.1%~0.5%重量比的多层石墨烯粉体与马氏体钢粉体采用球磨直接均匀混合，使得石墨烯均匀分散于马氏体钢粉体中，得到混合物；

第二步，采用高能束对混合物进行加热，在高能束所选择照射的区域内，形成熔池；

第三步，以恰当的速度移动高能束，高能束的冲击和移动使得熔池前沿继续扩展，熔池尾部逐渐凝固，并在熔池内部形成剪切流动；熔池内部的高温对流和剪切流动使石墨烯片层间的剪切力增大，挣脱范德华力的束缚，发生层间滑移和分离，使得初始的多层石墨烯层数减少，变成薄层，薄层石墨烯在高温对流和剪切流动的综合作用下均匀分散于熔池中；高能束的恰当的移动速度跟功率有关，当功率为160W时，移动速度为900mm/s；

第四步，高能束继续移动，离开熔池，熔池降温，完全凝固后，得到石墨烯增强奥氏体钢复合材料；

其中，第一步中的多层石墨烯的层数小于10层，直径小于20微米，第四步中分散于熔池中的石墨烯的层数为1~2层。

2.根据权利要求1所述的石墨烯增强奥氏体钢复合材料，其特征在于，包含了重量比为0.1%的石墨烯，组织占比为94.65%的马氏体，以及组织占比为5.35%的奥氏体。

3.根据权利要求1所述的石墨烯增强奥氏体钢复合材料，其特征在于，包含了重量比为0.2%的石墨烯，组织占比为61.65%的马氏体，以及组织占比为38.35%的奥氏体。

4.根据权利要求1所述的石墨烯增强奥氏体钢复合材料，其特征在于，所述石墨烯增强奥氏体钢复合材料包含了重量比为0.5%的石墨烯，组织占比为0.6%的马氏体，以及组织占比为99.4%的奥氏体。

5.一种石墨烯均匀分散于马氏体钢并诱导奥氏体相变的方法，其特征在于，包括如下步骤：

第一步，取0.1%~0.5%重量比的多层石墨烯粉体与马氏体钢粉体采用球磨直接均匀混合，使得石墨烯均匀分散于马氏体钢粉体中，得到混合物；

第二步，采用高能束对混合物进行加热，在高能束所选择照射的区域内，形成熔池；

第三步，以恰当的速度移动高能束，高能束的冲击和移动使得熔池前沿继续扩展，熔池尾部逐渐凝固，并在熔池内部形成剪切流动；熔池内部的高温对流和剪切流动使石墨烯片层间的剪切力增大，挣脱范德华力的束缚，发生层间滑移和分离，使得初始的多层石墨烯层数减少，变成薄层，薄层石墨烯在高温对流和剪切流动的综合作用下均匀分散于熔池中；高能束的恰当的移动速度跟功率有关，当功率为160W时，移动速度为900mm/s；

第四步，高能束继续移动，离开熔池，熔池降温，完全凝固后，得到石墨烯增强奥氏体钢复合材料；

其中，第一步中的多层石墨烯的层数小于10层，直径小于20微米，第四步中分散于熔池中的石墨烯的层数为1~2层。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，第一步中的马氏体钢粉体的粒径不大于120微米，球度大于80%，氧含量小于500ppm。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，第二步中的高能束为激光、电子束或离子束。