一种金属密度冶炼方法
阅读说明：本技术 一种金属密度冶炼方法 (Metal density smelting method ) 是由 黄彩 黄靖 谭磊 黄颖 于 2021-01-25 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种金属密度冶炼方法,方法的步骤中含有：S1：加热金属,使金属气化形成气态金属；S2：对气态金属进行压缩,并在压缩过程中保证气态金属始终为气态；S3：对压缩后的气态金属进行冷却,使气态金属变为固态金属；S4：对冷却后的固态金属进行淬火。本发明能够大幅提高金属的性能,譬如屈服强度等。(The invention discloses a metal density smelting method, which comprises the following steps: s1: heating the metal to vaporize the metal to form a gaseous metal; s2: compressing the gaseous metal and ensuring that the gaseous metal is always in a gaseous state in the compression process; s3: cooling the compressed gaseous metal to change the gaseous metal into solid metal; s4: and quenching the cooled solid metal. The invention can greatly improve the metal performance, such as yield strength and the like.)
技术领域
本发明涉及一种金属密度冶炼方法。
背景技术
目前，现有技术的各种冶炼技术中，基本上是在金属液态或固态状态下进行冶炼，这让金属的性能有所增加，但是增加的范围很小，不能满足当前社会发展的需求，比如钢材的屈服强度等。上海宝钢生产的单一钢屈服强度最高为1100 MPa，钢和钛的合金材料的屈服强度最高为2200 MPa， 虽然增加了钢合金材料的屈服强度，但是其需要增加钛元素，工艺复杂，成本较大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种金属密度冶炼方法，它能够大幅提高金属的性能，譬如屈服强度等。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种金属密度冶炼方法，方法的步骤中含有：
S1：加热金属，使金属气化形成气态金属；
S2：对气态金属进行压缩，并在压缩过程中保证气态金属始终为气态；
S3：对压缩后的气态金属进行冷却，使气态金属变为固态金属；
S4：对冷却后的固态金属进行淬火。
进一步，步骤S1具体为：将金属置于真空熔炉中，升温至2750℃以上，使金属气化。
进一步，在压缩过程中，通过对气态金属继续升温以保证气态金属始终为气态。
进一步，所述金属为钢或铜或锂。
进一步，根据步骤S2中压缩后的气态金属的体积来选择相应的冷却温度和相应的淬火温度以达到相应需要的金属性能；金属性能中包括金属的屈服强度。
进一步，气态金属通过同时减小压缩后的体积、提高冷却温度以及提高淬火温度来提高金属的屈服强度。
进一步，所述金属为钢；
1体积份的气态金属压缩为0.9~0.99体积份的气态金属，冷却温度为800℃~1200℃，淬火温度为25℃~35℃，得到的金属的屈服强度至少为2000MPa。
进一步，气态金属的体积每缩小0.1体积份，冷却温度每增加200℃，淬火温度每增加10℃，得到的金属的屈服强度至少每增加1000MPa。
进一步，所述金属为钢；
1体积份的气态金属压缩为0.8~0.89体积份的气态金属，冷却温度为1000℃~1400℃，淬火温度为35℃~45℃，得到的金属的屈服强度至少为3000MPa。
进一步，所述金属为钢；
1体积份的气态金属压缩为0.7~0.79体积份的气态金属，冷却温度为1200℃~1600℃，淬火温度为45℃~55℃，得到的金属的屈服强度至少为4000MPa。
采用了上述技术方案后，本发明将金属加热至气化，把金属冶炼的状态锁定在气态下进行，克服了现有技术中在固态和液态下的冶炼方法无法突破金属性能的弊端；另外，本发明在气态下，获得了可以大幅度压缩气态金属体积的条件，在强大的压力下，让气态下的金属可以无限缩小体积，从而获得金属性能无限扩大的基础，将冷却后的气态金属进行固态化，是对金属性能取得突破条件后的稳定手段，通过以上步骤的结合，从而最终大幅提高金属的性能，譬如屈服强度、熔点、沸点和导电性能等；另外，在本发明中，如果需要增加金属的屈服强度，需要在压缩时减小压缩后的气态金属体积大小，由于减小了压缩后的气态金属体积，金属需要的再结晶温度会上升，就需要增加冷却环境温度，同时需要增加淬火温度，才能到达需要的金属的屈服强度。
具体实施方式
本发明提供了一种金属密度冶炼方法，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都属于本发明保护的范围。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。
一种金属密度冶炼方法，方法的步骤中含有：
S1：加热金属，使金属气化形成气态金属；
S2：对气态金属进行压缩，并在压缩过程中保证气态金属始终为气态；
S3：对压缩后的气态金属进行冷却，使气态金属变为固态金属；
S4：对冷却后的固态金属进行淬火。
优选地，步骤S1具体为：将金属置于真空熔炉中，升温至2750℃以上，使金属气化。
优选地，在压缩过程中，通过对气态金属继续升温以保证气态金属始终为气态。
优选地，所述金属包括但不限于钢或铜或锂或铝。
优选地，根据步骤S2中压缩后的气态金属的体积来选择相应的冷却温度和相应的淬火温度以达到相应需要的金属性能；金属性能中包括金属的屈服强度。
优选地，气态金属通过同时减小压缩后的体积、提高冷却温度以及提高淬火温度来提高金属的屈服强度。
譬如，当所述金属为钢时，
1体积份的气态金属压缩为0.9~0.99体积份的气态金属，冷却温度为800℃~1200℃，淬火温度为25℃~35℃，得到的金属的屈服强度至少为2000MPa。
优选地，气态金属的体积每缩小0.1体积份，冷却温度每增加200℃，淬火温度每增加10℃，得到的金属的屈服强度至少每增加1000MPa。
譬如：第一种：1体积份的气态金属压缩为0.8~0.89体积份的气态金属，冷却温度为1000℃~1400℃，淬火温度为35℃~45℃，得到的金属的屈服强度至少为3000MPa。
第二种：1体积份的气态金属压缩为0.7~0.79体积份的气态金属，冷却温度为1200℃~1600℃，淬火温度为45℃~55℃，得到的金属的屈服强度至少为4000MPa。
第三种：1体积份的气态金属压缩为0.6~0.69体积份的气态金属，冷却温度为1400℃~1800℃，淬火温度为55℃~65℃，得到的金属的屈服强度至少为5000MPa。
以上不局限于第一种~第三种。
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例，对本发明作进一步详细的说明。
实施例一
一种金属密度冶炼方法，方法的步骤中含有：
S1：将1立方米的钢置于真空熔炉中，升温至2750℃以上，加热钢，使钢气化形成气态钢；
S2：对气态钢进行压缩，压缩至0.9立方米，并在压缩过程中通过对气态钢继续升温以保证气态钢始终为气态；
S3：对压缩后的气态钢在1100℃下进行冷却，使气态钢变为固态钢；
S4：对冷却后的固态钢进行淬火得到所需性能的钢；其中，淬火温度为30℃。
对得到的钢进行检测，其屈服强度为2235 MPa，符合设计要求。
实施例二
一种金属密度冶炼方法，方法的步骤中含有：
S1：将1立方米的钢置于真空熔炉中，升温至2750℃以上，加热钢，使钢气化形成气态钢；
S2：对气态钢进行压缩，压缩至0.8立方米，并在压缩过程中通过对气态钢继续升温以保证气态钢始终为气态；
S3：对压缩后的气态钢在1300℃下进行冷却，使气态钢变为固态钢；
S4：对冷却后的固态钢进行淬火得到所需性能的钢；其中，淬火温度为40℃。
对得到的钢进行检测，其屈服强度为3340 MPa，符合设计要求。
实施例三
一种金属密度冶炼方法，方法的步骤中含有：
S1：将1立方米的钢置于真空熔炉中，升温至2750℃以上，加热钢，使钢气化形成气态钢；
S2：对气态钢进行压缩，压缩至0.7立方米，并在压缩过程中通过对气态钢继续升温以保证气态钢始终为气态；
S3：对压缩后的气态钢在1500℃下进行冷却，使气态钢变为固态钢；
S4：对冷却后的固态钢进行淬火得到所需性能的钢；其中，淬火温度为50℃。
对得到的钢进行检测，其屈服强度为4250 MPa，符合设计要求。
实施例四
一种金属密度冶炼方法，方法的步骤中含有：
S1：将1立方米的钢置于真空熔炉中，升温至2750℃以上，加热钢，使钢气化形成气态钢；
S2：对气态钢进行压缩，压缩至0.6立方米，并在压缩过程中通过对气态钢继续升温以保证气态钢始终为气态；
S3：对压缩后的气态钢在1700℃下进行冷却，使气态钢变为固态钢；
S4：对冷却后的固态钢进行淬火得到所需性能的钢；其中，淬火温度为60℃。
对得到的钢进行检测，其屈服强度为5320 MPa，符合设计要求。
以上所述的具体实施例，对本发明解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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