铝热法制备CoCrFeMnNi、MoCrFeMnNi、TiCrFeMnNi高熵合金及其组织表征和力学性能

发布时间：2019-09-25 02:50

【摘要】：高熵合金具有高强度、耐腐蚀、耐高温氧化等优异的性能,引起了人们的广泛关注和研究。高熵合金多数用真空电弧炉熔炼法制备,本文尝试用铝热反应法制备CoCrFeMnNi、MoCrFeMnNi、TiCrFeMnNi高熵合金。研究了三种高熵合金的的相组成、组织形貌以及力学性能,并研究了700℃、800℃和1000℃退火后其组织和性能的变化。用铝热法制备的MoCrFeMnNi高熵合金是典型的树枝晶组织,枝晶区域是富Mo、Cr元素的体心立方结构,枝晶间区域是富Ni元素的面心立方结构。随着退火温度的升高,枝晶区域不断变粗,枝晶间区域不断变小。退火后,枝晶间区域会析出纳米级析出相,随着退火温度升高,析出相不断长大。合金的塑性很差,退火对合金的抗压强度没有明显地改善。由于Mo原子的固溶强化作用,MoCrFeMnNi高熵合金的硬度值很高,退火后由于析出强化效应硬度得到提升,在800℃退火态达到最大值667HV。铝热法制备的CoCrFeMnNi高熵合金主要是面心立方相,铸态时有脆性析出相的存在,退火处理后脆性析出相得到溶解。合金铸态时由于脆性析出相的产生,降低了合金的强度和塑性。退火后强度和塑性均得到了提升,800℃退火态抗拉强度达到477 MPa,延伸率达到49%。退火后CoCrFeMnNi高熵合金的断口形貌中韧窝比较密,韧窝内可以看到球状的析出相。CoCrFeMnNi高熵合金的硬度相比其它两种合金比较低,硬度最大值是144HV。铝热法制备的TiCrFeMnNi高熵合金是树枝晶组织。枝晶区域富Ti、Ni元素,枝晶间区域富Cr、Fe元素。枝晶间区域铸态时分布着条状的析出相。随着退火温度的升高,析出相不断得到溶解,1000℃退火时析出相几乎完全溶解。TiCrFeMnNi高熵合金的相组成比较复杂,以体心立方相为主相,还有少量的面心立方相、σ相以及laves相。TiCrFeMnNi高熵合金的硬度值非常高,700℃退火后硬度值达到810HV。
【图文】：

MnNi、MoCrFeMnNi、TiCrFeMnNi 高熵合金及其组去的传统合金[8-9]。高熵合金具有如此多。不同的高熵合金元素的种类和数目都不，所以高熵合金的种类很多，不同种类的这一新理念的引导，一些多组分等原子比2]。概念与形成依据概念度，也就是熵值，随着元素种类的增多，，矩组态和和原子的振动组态等因素的影响一般来说，在高熵合金中，其主要组成元，且合金中包含多种元素能给合金带来高能[13-14]。

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本文编号：2541193