CN113088823B - 一种轻质、高强度及高耐蚀性Fe-Mn-Al-C-Cr钢及其制备方法 - Google Patents

一种轻质、高强度及高耐蚀性Fe-Mn-Al-C-Cr钢及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本申请涉及金属注射成形技术领域，具体公开了一种轻质、高强度及高耐蚀性Fe‑Mn‑Al‑C‑Cr钢及其制备方法。一种轻质、高强度及高耐蚀性Fe‑Mn‑Al‑C‑Cr钢，由如下重量百分比的组分组成：Mn:25‑35wt.%；Al:6‑12wt.%；C:0.7‑2.0wt.%；Cr:1.0‑6.0wt.%；O:0.01‑0.5wt.%；Si:0‑0.1wt.%；Ni：0‑0.6wt.%；Cu：0‑0.05wt.%；N：0‑0.05wt.%；微量元素0‑0.1wt.%；余量为Fe，其制备方法包括如下步骤：粉末原料制备、喂料制备、注射、催化、烧结、热处理、钝化处理。本申请通过添加适量的Cr,以及其他微量元素，配合钝化工艺，使得制得的Fe‑Mn‑Al‑C‑Cr钢具有优良的耐腐蚀性。

Description

一种轻质、高强度及高耐蚀性Fe-Mn-Al-C-Cr钢及其制备方法
技术领域
本申请涉及金属注射成形技术领域，更具体地说，它涉及一种轻质、高强度及高耐蚀性Fe-Mn-Al-C-Cr钢及其制备方法。
背景技术
钢铁材料具有良好的力学性能，高成形性和可再循环能力，同时成本低廉，这些特点使其在汽车、建筑、石化、军工等领域有着广泛的应用。随着工业技术的不断发展，对材料的要求日益严格，发展高性能新材料势在必行。其中以Fe-Mn-Al-C系奥氏体钢为例，由于其密度低且具有优异的力学性能，一直以来被作为汽车零部件行业中具有高轻量化潜力的钢种。
相关技术中的Fe-Mn-Al-C系奥氏体钢，可通过粉末制备法制备得到，依次经粉末原料制备、喂料制备、注射烧结的步骤，再经固溶和时效处理后，即可制得合金，具有密度低、强度高、延展性好的特点，但是采用该方法和配方制备的合金其耐腐蚀性不佳，因此不能得到广泛的应用和推广。
发明内容
为了改善Fe-Mn-Al-C系奥氏体钢耐腐蚀性较差的缺点，本申请提供一种轻质、高强度及高耐蚀性Fe-Mn-Al-C-Cr钢及其制备方法。
第一方面，本申请提供一种轻质、高强度及高耐蚀性Fe-Mn-Al-C-Cr钢，采用如下的技术方案：
一种轻质、高强度及高耐蚀性Fe-Mn-Al-C-Cr钢，由如下重量百分比的组分组成：
Mn:25-35wt.％；
Al:6-12wt.％；
C:0.7-2.0wt.％；
Cr:1.0-6.0wt.％；
O:0.01-0.50wt.％；
Si：0-0.1wt.％；
Ni：0-0.6wt.％；
Cu：0-0.05wt.％；
N：0-0.05wt.％；
微量元素0-0.1wt.％；
余量为Fe。
通过采用上述技术方案，适量的添加Cr元素，使得材料在钝化过程中表面形成富铬钝化层，这种钝化膜的电位可达+1(0V(SCE)，接近贵金属的电位，可明显提高材料的耐蚀性能，其中适量的O作为不可避免的元素，在较低的含量时，不易对合金材料力学性能造成影响的同时，可分别与Fe和Cr形成铁氧体和铬氧体，继而提高了合金本身的强度和耐腐蚀性，且通过Ni、Si、Cu、N的添加，构成稳固的奥氏体，控制Cr的添加量不超过6wt.％，使得材料的力学性能不易受到影响。
优选的，由如下重量百分比的组分组成：
Mn:25-30wt.％；
Al:7-10wt.％；
C:0.9-1.3wt.％；
Cr:2.0-3.0wt.％；
O:0.20-0.30wt.％；
Si：0.03-0.06wt.％；
Ni：0.2-0.3wt.％；
Cu：0.01-0.03wt.％；
N：0.02-0.03wt.％；
微量元素0.05-0.08wt.％；
余量为Fe。
通过采用上述技术方案，进一步限定各组分用量，使得各组分间的配比更合理，有利于保障对产品各组分配比的控制，产品性能相对稳定，Cr为强碳化物形成元素，合金材料会随着Cr元素的增加，形成较多粗大的碳化物，耐蚀性反而会恶化。因此选用最优用量的Cr元素，即不超过3wt.％时，可显著提升产品耐腐蚀性的同时，赋予了材料较强的力学性能。
优选的，所述微量元素包括V、Co、Mo、P、S中的一种或多种。
通过采用上述技术方案，通过V、Co、Mo、P、S元素的添加，有利于得到本质细晶粒钢，继而构成更稳固的奥氏体，奥氏体是最密排的点阵结构，相对密度较低，且具有一定耐腐蚀性。
第二方面，本申请提供一种轻质、高强度及高耐蚀性Fe-Mn-Al-C-Cr钢的制备方法，采用如下的技术方案：
一种轻质、高强度及高耐蚀性Fe-Mn-Al-C-Cr钢的制备方法，包括以下步骤：
S1、粉末原料制备：将各组分按比例加入感应熔炉内加热熔炼，感应熔炉内抽真空，熔炼成均匀合金液后，通入惰性气体，将合金液打散，并冷却制得合金粉末，筛分待用；
S2、喂料制备：将S1中制得的合金粉末与粘结剂按比例加入至捏合机中，加热混练后，挤压成型，制得喂料待用；
S3、注射：将S2中制得喂料置于注射成型机中，在180-210℃条件下注射到模具内，注射压力为60-140MPa,模具温度90-120℃；
S4、催化：将S3中的注射坯在100-140℃温度下，通入硝酸60-90min进行催化脱脂，通酸量为4.0-6.0ml/min；
S5、烧结：将S4中催化后的注射坯置于真空加热炉进行烧结，并保温，烧结过程中通入惰性保护性气氛；
S6、热处理：先将S5中烧结后的合金样件在一定温度下进行固溶处理，再时效处理一段时间后，冷却待用；
S7、钝化处理：将S6中热处理后的合金样件经喷砂或磁溜工艺将表面处理光亮干净后，置于钝化液中浸泡，再分别经中和液、离子水清洗干净，烘干，制得成品。
优选的，所述S1的具体制备步骤如下：
粉末原料制备：将各组分按比例加入至熔化坩埚内后，闭合熔化坩埚，再将熔化坩埚内抽真空至0.00-0.01MPa，充入0.05-0.08MPa的氩气，加热至1600-1650℃，并保温30-60min，待合金熔融成液态时，通入氩气并加压至40-50MPa，且合金熔融后的体积小于熔化坩埚容积的二分之一，待雾化后的合金粉末完全冷却后，粉末粒径D50为5-20μm，D90为0-40μm，待用。
通过采用上述技术方案，相对于一般的雾化法制粒，在合金熔融成液态时，加压通入的氩气可以更高效的作用于液态合金，使其分散更为均匀，且制得的合金粉末更为致密，通过控制合金熔融后的体积小于熔化坩埚容积的二分之一，有利于雾化制粒的合金粉末成型。
优选的，所述S2的具体制备步骤如下：
S2、喂料制备：将合金粉末与粘结剂按照59-67:33-41的体积比，在捏合机中以170-200℃的条件混炼30-60min，挤出，制成注射成型喂料。
通过采用上述技术方案，将金属粉末与粘结剂按比例混合后，升高温度将粘结剂融化并与金属粉末充分混合，粉体的分散状况和均匀性较好,有利于对粉体表面的改性和金属合金的制备。
优选的，所述粘结剂的各组分重量比为：聚甲醛：乙烯-醋酸乙烯共聚物：聚乙烯：微晶蜡：硬脂酸按重量比80-90:1-2:2-3:3-6:1-2。
通过采用上述技术方案，按照上述配比得到的粘结剂可与金属粉末更好的混合，熔融后充分分布在金属粉末之间，进一步保障了粉体的均匀性和分散性，有利于对粉体表面的改性和金属合金的制备。
优选的，所述S5的具体制备步骤如下：
S5、烧结：将脱脂后的注射坯置于真空加热炉中，在保护性气氛氩条件下，以1220-1270℃的烧结温度烧结，并保温时间为1-4h。
通过采用上述技术方案，将脱脂后的注射坯材，在保护性气氛氩中烧结，改善了晶界均匀性的同时，通过高温烧结长时间保温，达到充分脱气的目的，使得制成的合金材料具有良好的力学性能和耐腐蚀性。
优选的，所述S6的具体制备步骤如下：
S6、热处理：将烧结后的合金样件在950-1050℃固溶处理1-3h后淬火，将淬火后的试样于冷却至450-600℃进行时效处理1-5h，时效结束后，通入氩气,并加压至60-80KPa，冷却0.5- 1h，冷却至室温后，取出待用。
通过采用上述技术方案，高温固溶时，使得基体中的碳化物、第二相等溶于基体，便于时效时析出更细小均匀的碳化物强化相，且迅速升温时，合金样件中原子扩散速率急剧加快，奥氏体化速度大大增加，且经短时保温处理后，加压冷却，得到相对细小的奥氏体晶粒，继而保障了材料密度较低的同时，力学性能较强，且时效时长较短，大大提高了加工效率，氩气本身不活泼可作为隔绝气体，减少了冷却时氧化现象的发生。
优选的，所述S7的具体制备步骤如下：
S7、钝化处理：热处理后的合金样件经喷砂或磁溜工艺将试样表面处理光亮干净，将合金样件置于钝化液中浸泡40-120min后，用离子水冲洗10-20min至合金样件表面干净，再将合金样件浸泡在5-10％浓度的Na2CO3水溶液中5-10min后,取出并于100-120℃条件下烘干30- 60min，制得成品。
通过采用上述技术方案，将热处理后的合金样件浸泡在钝化液中钝化后,经Na2CO3浸洗，烘干，使得合金由于介质的作用生成的腐蚀产物和富铬钝化层共同作用形成了一层具有致密结构的保护薄膜，钝化膜的电位可达+1(0V(SCE)，接近贵金属的电位，且相比仅通过添加Cr元素来改善材料的耐腐蚀性，可显著提高材料的耐蚀性能。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1.本申请通过添加适量的Cr元素，经过固溶和时效处理，使材料具有优异的强度及较高延伸率性能组合的同时，结合特殊的钝化处理，极大地提高了材料的耐蚀性；
2.本申请中轻质、高强度及高耐蚀性Fe-Mn-Al-C-Cr钢的制备工艺简单，且时效时间比现有工艺时效时间节省8-16倍以上，极大地节约了成本；
3.本申请中轻质、高强度及高耐蚀性Fe-Mn-Al-C-Cr钢的制备工艺，结合金属注射成形技术，可实现形状复杂、对强度要求高的零件的轻量化和量产化，且兼具质量轻、强度高、延展性好及耐蚀性好等优点，继而使得Fe-Mn-Al-C系轻质钢可应用于手机、穿戴等电子行业。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
所述钝化液为不锈铁钝化液(ID4000)，购自凯盟表面处理有限公司。
实施例
实施例1：
一种轻质、高强度及高耐蚀性Fe-Mn-Al-C-Cr钢，各组分及其相应的重量百分比如表1所示，并通过如下步骤制备获得：
S1、粉末原料制备：将Mn、Al、C、Cr、O、Si、Ni、Cu、N、Fe、微量元素组分按比例加入至熔化坩埚内后，闭合熔化坩埚，再将熔化坩埚内抽真空至0.00MPa，充入0.05MPa的氩气，加热至1600℃，并保温30min，待合金熔融成液态时，通入氩气并加压至40MPa，且合金熔融后的体积小于熔化坩埚容积的二分之一，待雾化后的合金粉末完全冷却后，粉末粒径D50为10μm，D90为30μm，待用；
S2、喂料制备：将合金粉末与粘结剂按照59:41的体积比，在捏合机中以170℃的条件混炼 30min，挤出，制成注射成型喂料；
所述粘结剂的各组分重量比为：聚甲醛：乙烯-醋酸乙烯共聚物：聚乙烯：微晶蜡：硬脂酸按重量比80:2:3:6:2；
S3、注射：将S2中制得喂料置于注射成型机中，在180℃条件下注射到模具内，注射压力为60MPa,模具温度90℃；
S4、催化：将S3中的注射坯在130℃温度下，通入硝酸60min进行催化脱脂，通酸量为4.0ml/min；
S5、烧结：将脱脂后的注射坯置于真空加热炉中，在保护性气氛氩条件下，以1220℃的烧结温度烧结，并保温时间为1h；
S6、热处理：将烧结后的合金样件在950℃固溶处理1h后淬火，将淬火后的试样于冷却至450℃进行时效处理1h，时效结束后，通入氩气,并加压至60KPa，冷却0.5h，冷却至室温后，取出待用；
S7、钝化处理：热处理后的合金样件经喷砂或磁溜工艺将试样表面处理光亮干净，将合金样件置于钝化液中浸泡40min后，钝化液为不锈铁钝化液(ID4000),用离子水冲洗10min至合金样件表面干净，再将合金样件浸泡在5％浓度的Na2CO3水溶液中5min后,取出并于 100℃条件下烘干30min，制得成品。
所述微量元素包括V、Co、Mo、P、S元素。
实施例2-6：
一种轻质、高强度及高耐蚀性Fe-Mn-Al-C-Cr钢，与实施例1的不同之处在于，各组分及其相应的重量百分比如表1所示。
表1实施例1-6中各组分及其重量百分比
Figure BDA0003010715660000061
Figure BDA0003010715660000071
实施例7:
一种轻质、高强度及高耐蚀性Fe-Mn-Al-C-Cr钢，与实施例1的不同之处在于，通过如下步骤制备获得：
S1、粉末原料制备：将各组分按比例加入至熔化坩埚内后，闭合熔化坩埚，再将熔化坩埚内抽真空至0.005MPa，充入0.065MPa的氩气，加热至1625℃，并保温45min，待合金熔融成液态时，通入氩气并加压至45MPa，且合金熔融后的体积小于熔化坩埚容积的二分之一，待雾化后的合金粉末完全冷却后，粉末粒径D50为10μm，D90为30μm，待用；
S2、喂料制备：喂料制备：将合金粉末与粘结剂按照63:37的体积比，在捏合机中以185℃的条件混炼45min，挤出，制成注射成型喂料；
所述粘结剂的各组分重量比为：聚甲醛：乙烯-醋酸乙烯共聚物：聚乙烯：微晶蜡：硬脂酸按重量比85:1.5:2.5:4.5:1.5；
S3、注射：将S2中制得喂料置于注射成型机中，在195℃条件下注射到模具内，注射压力为100MPa,模具温度105℃；
S4、催化：将S3中的注射坯在135℃温度下，通入硝酸75min进行催化脱脂，通酸量为 5.0ml/min；
S5、烧结：将脱脂后的注射坯置于真空加热炉中，在保护性气氛氩气条件下，以1245℃的烧结温度烧结，并保温时间为2.5h；
S6、热处理：将烧结后的合金样件在1000℃固溶处理2h后淬火，将淬火后的试样于冷却至 525℃进行时效处理3h，时效结束后，通入氩气,并加压至70KPa，冷却0.75h，冷却至室温后，取出待用；
S7、钝化处理：热处理后的合金样件经喷砂或磁溜工艺将试样表面处理光亮干净，将合金样件置于钝化液中浸泡80min后，钝化液为不锈铁钝化液(ID4000),用离子水冲洗15min至合金样件表面干净，再将合金样件浸泡在7.5％浓度的Na2CO3水溶液中7.5min后,取出并于 110℃条件下烘干45min，制得成品。
实施例8:
一种轻质、高强度及高耐蚀性Fe-Mn-Al-C-Cr钢，与实施例1的不同之处在于，通过如下步骤制备获得：
S1、粉末原料制备：将各组分按比例加入至熔化坩埚内后，闭合熔化坩埚，再将熔化坩埚内抽真空至0.01MPa，充入0.08MPa的氩气，加热至1650℃，并保温60min，待合金熔融成液态时，通入氩气并加压至50MPa，且合金熔融后的体积小于熔化坩埚容积的二分之一，待雾化后的合金粉末完全冷却后，粉末粒径D50为10μm，D90为30μm，待用；
S2、喂料制备：将合金粉末与粘结剂按照67:33的体积比，在捏合机中以200℃的条件混炼 60min，挤出，制成注射成型喂料；
所述粘结剂的各组分重量比为：聚甲醛：乙烯-醋酸乙烯共聚物：聚乙烯：微晶蜡：硬脂酸按重量比90:1:2:3:1；
S3、注射：将S2中制得喂料置于注射成型机中，在210℃条件下注射到模具内，注射压力为140MPa,模具温度120℃；
S4、催化：将S3中的注射坯在140℃温度下，通入硝酸90min进行催化脱脂，通酸量为 6.0ml/min；
S5、烧结：将脱脂后的注射坯置于真空加热炉中，在保护性气氛氩条件下，以1270℃的烧结温度烧结，并保温时间为4h；
S6、热处理：将烧结后的合金样件在1050℃固溶处理3h后淬火，将淬火后的试样于冷却至 600℃进行时效处理3h，时效结束后，通入氩气,并加压至80KPa，冷却1.0h，冷却至室温后，取出待用；
S7、钝化处理：热处理后的合金样件经喷砂或磁溜工艺将试样表面处理光亮干净，将合金样件置于钝化液中浸泡120min后，钝化液为不锈铁钝化液(ID4000),用离子水冲洗20min至合金样件表面干净，再将合金样件浸泡在10％浓度的Na2CO3水溶液中10min后,取出并于 120℃条件下烘干60min，制得成品。
对比例
对比例1：
一种Fe-Mn-Al-C钢，与实施例1的不同之处在于，本对比例中不添加Cr元素。
对比例2：
一种Fe-Mn-Al-C-Cr钢，与实施例1的不同之处在于，本对比例中Cr元素用量为6.5wt.％。
对比例3：
一种Fe-Mn-Al-C-Cr钢，与实施例1的不同之处在于，本对比例中O元素的用量为1.0wt.％。
对比例4：
一种Fe-Mn-Al-C-Cr钢，与实施例1的不同之处在于，本对比例中不添加微量元素中的任一种。
对比例5：
一种Fe-Mn-Al-C-Cr钢的制备方法，与实施例1的不同之处在于，所述S1中粉末原料制备步骤如下：将各组分按比例加入至熔化坩埚内后，闭合熔化坩埚，再将熔化坩埚内抽真空至 0.00MPa，加热至1600℃，并保温30min，待合金熔融成液态时，通入氩气，待雾化后的合金粉末完全冷却后，筛分粉末粒径D50为25μm，D90为50μm，待用。
对比例6：
一种Fe-Mn-Al-C-Cr钢的制备方法，与实施例1的不同之处在于，所述S6中热处理步骤如下：将烧结后的合金样件在950℃固溶处理3h后，冷却至室温，取出待用。
对比例7：
一种Fe-Mn-Al-C-Cr钢的制备方法，与实施例1的不同之处在于，所述S7中钝化处理步骤如下：热处理后的合金样件经喷砂或磁溜工艺将试样表面处理光亮干净，将合金样件置于不锈铁钝化液(ID4000)中浸泡40min后，用离子水冲洗干净后，取出并于100℃条件下烘干 30min，制得成品。
性能检测试验
力学性能检测：随机选取实施例1-8和对比例1-7制得的合金材料各100块，共1500块，加工成规格为150*10*5mm的长条样品,采用电子天平记录质量后，计算得到密度记入表2。样品中部做标线示明标距后，在GB2918条件下，进行试验，并记录屈服时的负荷和样品断裂后标距线间的距离，计算得到屈服强度、抗拉强度和延伸率后，记入表2。
耐腐蚀性试验：随机选取实施例1-8和对比例1-7制得的合金材料各100块，共1500块，加工成规格为150*10*5mm的长条样品后,放入特定的试验箱内，将含有5％氯化钠、pH值为6.5的盐水通过喷雾装置进行持续喷雾，让盐雾沉降到待测试验件上，经过一定时间观察其表面腐蚀状态。试验箱的温度要求在35℃，湿度大于95％，降雾量为1mL/(h·cm2)，喷嘴压力为78.5kPa,测试结果计入下列表2中。
表2性能检测结果
Figure BDA0003010715660000091
Figure BDA0003010715660000101
由表2中测试数据可以看出：采用实施例1-8中各组分配比得到的合金材料，其密度均远远低于一般不锈钢7.7g/cm2，且相对力学性能较为优异，其中实施例3为最优实施例，密度较低的同时，力学性能最为优异，且耐中性盐雾时长可达48h。
结合实施例1和对比例1并结合表2可以看出，通过添加适量的Cr元素，可在合金表面形成富铬钝化层，这种钝化膜的电位可达+1(0V(SCE)，接近贵金属的电位，明显提高材料的耐蚀性能。
结合实施例1和对比例2并结合表2可以看出，添加过量的Cr元素时，虽然能提高材料的耐蚀性能，但相应的各项力学性能均有明显下降。
结合实施例1和对比例3并结合表2可以看出，适量的O元素，不易对合金材料力学性能造成影响的同时，可分别与Fe和Cr形成铁氧体和铬氧体，继而提高了合金本身的强度和耐腐蚀性，
结合实施例1和对比例4并结合表2可以看出，通过V、Co、Mo、P、S等微量元素的添加，进一步改善了奥氏体的构成，奥氏体更稳固的同时，一定程度增强了合金材料的耐腐蚀性。
结合实施例1和对比例5并结合表2可以看出，采用本申请中雾化法制得的合金材料，受加压通入的氩气的作用，可以将液态合金，分散更为均匀，且制得的合金粉末更为致密，继而后续喂料制备时，混合更均匀，产品密度进一步降低的同时，力学性能较好。
结合实施例1和对比例6并结合表2可以看出，通过在保护性气氛氩中固溶后，并时效处理，改善了晶界均匀性，使得产品具有较高的强度和延伸率，且制成的合金材料具有良好的力学性能和耐腐蚀性。
结合实施例1和对比例7并结合表2可以看出，将钝化处理后的合金材料，再经Na2CO3浸洗，烘干处理后，使得富铬钝化层和腐蚀产物共同作用形成了一层具有致密结构的保护薄膜，明显提高材料的耐蚀性能。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种轻质、高强度及高耐蚀性Fe-Mn-Al-C-Cr钢，其特征在于，由如下重量百分比的组分组成：
Mn: 25-30wt.%；
Al: 7-10wt.%；
C: 0.9-1.3wt.%；
Cr: 2.0-3.0wt.%；
O: 0.10-0.20wt.%；
Si：0.03-0.06wt.%；
Ni：0.2-0.3wt.%；
Cu：0.01-0.03wt.%；
N：0.02-0.03wt.%；
微量元素0.05-0.08wt.%；
余量为Fe；
所述微量元素包括V、Co、Mo、P、S中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的轻质、高强度及高耐蚀性Fe-Mn-Al-C-Cr钢的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、粉末原料制备：将各组分按比例加入感应熔炉内加热熔炼，感应熔炉内抽真空，熔炼成均匀合金液后，通入惰性气体，将合金液打散，并冷却制得合金粉末，筛分待用；
S2、喂料制备：将S1中制得的合金粉末与粘结剂按比例加入至捏合机中，加热混练后，挤压成型，制得喂料待用；
S3、注射：将S2中制得喂料置于注射成型机中，在180-210℃条件下注射到模具内，注射压力为60-140MPa ,模具温度90-120℃；
S4、催化：将S3中的注射坯在100-140℃温度下，通入硝酸60-90min进行催化脱脂，通酸量为4.0-6.0ml/min；
S5、烧结：将S4中催化后的注射坯置于真空加热炉进行烧结，并保温，烧结过程中通入惰性保护性气氛；
S6、热处理：先将S5中烧结后的合金样件在一定温度下进行固溶处理，再时效处理一段时间后，冷却待用；
S7、钝化处理：将S6中热处理后的合金样件经喷砂或磁溜工艺将表面处理光亮干净后，置于钝化液中浸泡后，再分别经中和液、离子水清洗干净，烘干，制得成品。
3.根据权利要求2所述的轻质、高强度及高耐蚀性Fe-Mn-Al-C-Cr钢的制备方法，其特征在于，所述S1的具体制备步骤如下：
粉末原料制备：将各组分按比例加入至熔化坩埚内后，闭合熔化坩埚，再将熔化坩埚内抽真空至0.00-0.01MPa，充入0.05-0.08MPa的氮气，加热至1600-1650℃，并保温30-60min，待合金熔融成液态时，通入氮气并加压至40-50MPa，且合金融化后的体积小于熔化坩埚容积的二分之一，待雾化后的粉末原料完全冷却后，粉末粒径D50为5-20μm，D90为0-40μm，待用。
4.根据权利要求2所述的轻质、高强度及高耐蚀性Fe-Mn-Al-C-Cr钢的制备方法，其特征在于，所述S2的具体制备步骤如下：
S2、喂料制备：将合金粉末与粘结剂按照59-67:33-41的体积比，在捏合机中以170-200℃的条件混炼30-60min，挤出，制成注射成型喂料。
5.根据权利要求4所述的轻质、高强度及高耐蚀性Fe-Mn-Al-C-Cr钢的制备方法，其特征在于，所述粘结剂的各组分重量比为：聚甲醛：乙烯-醋酸乙烯共聚物：聚乙烯：微晶蜡：硬脂酸按重量比80-90:1-2:2-3:3-6:1-2。
6.根据权利要求2所述的轻质、高强度及高耐蚀性Fe-Mn-Al-C-Cr钢的制备方法，其特征在于，所述S5的具体制备步骤如下：
S5、烧结：将脱脂后的注射坯置于真空加热炉中，在保护性气氛氩气条件下，以1220-1270℃的烧结温度烧结，并保温时间为1-4h。
7.根据权利要求2所述的轻质、高强度及高耐蚀性Fe-Mn-Al-C-Cr钢的制备方法，其特征在于，所述S6的具体制备步骤如下：
S6、热处理：将烧结后的合金样件在950-1050℃固溶处理1-3h后淬火，将淬火后的试样于冷却至450-600℃进行时效处理1-5h，时效结束后，通入氩气,并加压至60-80KPa，冷却0.5-1h，冷却至室温后，取出待用。
8.根据权利要求2所述的轻质、高强度及高耐蚀性Fe-Mn-Al-C-Cr钢的制备方法，其特征在于，所述S7的具体制备步骤如下：
S7、钝化处理：热处理后的合金样件经喷砂或磁溜工艺将试样表面处理光亮干净，将合金样件置于钝化液中浸泡40-120min后，用离子水冲洗10-20min至合金样件表面干净，再将合金样件浸泡在5-10%浓度的Na2CO3水溶液中5-10min后,取出并于100-120℃条件下烘干30-60min，制得成品。
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