NiCo（CrTiV,FeAlCu）系高熵合金及涂层的制备与性能研究
发布时间：2021-01-23 22:16
高熵合金及高熵合金涂层具有高硬度、高强度、良好的耐磨性和耐腐蚀性能,正成为材料科学领域的研究热点之一。本课题首先设计了NiCrCoTiV块体高熵合金,后利用激光熔覆技术制备了NiCrCoTiV系列和FeNiCoAlCu系列高熵合金及涂层,并系统地研究了高熵合金涂层的高温摩擦学性能、高温稳定性能和耐腐蚀性能。同时借助TEM、STEM等手段研究了高熵合金涂层的界面特征,其中包括涂层/基体界面和两相相界面。并进一步利用TEM下原位拉伸技术定量表征了Ni-Cr-Co-Ti-V-Al高熵合金涂层的断裂行为。NiCrCoTiV块体高熵合金的相结构比较复杂,但相数依然小于吉布斯平衡相数。经过500℃、600℃和700℃热处理后其相组成基本不变,但第二相晶粒得到一定程度的细化且随着热处理温度的升高,细化程度上升,其耐腐蚀性能进一步提升,且700℃热处理后的高熵合金在1mol/L H2SO4溶液中表现出最优的耐腐蚀性能。Ni-Cr-Co-Ti-V-Al高熵合金涂层大大提升了TC4钛合金的抗氧化性能和耐磨性能。高温热处理（900℃,8h）并不改变高熵合金涂层的相...
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：149 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
基于webofscience核心库检索与高熵合金相关的论文数Figure1.1Numberofpapersabouthigh-entropyalloysbasedoncorelibraryofwebofscience
关研究表明[13, 14]，高熵合金形成的相数远远小于根据式（1-1）mix mix mix G H T S △Smix——固溶体形成时热焓和混合熵的变化。混合熵将显著降低合金的自由能，这意味着固溶体的形成自由能化合物的竞争形核中优先生成。叶均蔚等人[15]认为混合熵等于 间强键合力的必要条件且认为混合熵等于 1.0R 是划分中熵和低混合熵低于 1.0R 时，其很难与键合能竞争。根据这一观点，可.2 所示的三类： 低熵合金：以一种或两种元素为主要元素，其混合熵小于 1.0R 中熵合金：包含两种到四种主要元素，其混合熵介于 1.50R~1.0 高熵合金：包含五种或五种以上主要元素，其混合熵大于 1.50R
于 Tsai 等人的研究结果[16]。从图 1.3 中可以看出，高熵合金中各元素的扩散系在其他合金中的扩散系数，此即为高熵合金的缓慢扩散效应。动力学上认为，传统合金溶质和溶剂原子填补空缺后的键合情况与之前相同；金中，主要通过空位机制进行扩散。由于不同原子的熔点大小和键合强弱不同强的原子更容易扩散到空位，但元素之间的键合也是有差异的。原子在不断扩位的过程中，若能量降低，则原子难以进行扩散；若能量升高则难以进入到空得高熵合金固溶体的扩散速率和相变速率降低[17]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]超高强度钢表面激光熔覆层的组织及力学性能[J]. 孙涛,程宗辉,张志强,黄卫华,阚艳,曾晓利. 金属热处理. 2017(11)
[2]Influence of α/β interface phase on the tensile properties of laser cladding deposited Ti–6Al–4V titanium alloy[J]. Zhuang Zhao,Jing Chen,Shuai Guo,Hua Tan,Xin Lin,Weidong Huang. Journal of Materials Science & Technology. 2017(07)
[3]Microstructure and dry sliding wear behavior of laser clad AlCrNiSiTi multi-principal element alloy coatings[J]. Can Huang,Yi-Zhou Tang,Yong-Zhong Zhang,An-Ping Dong,Jian Tu,Lin-Jiang Chai,Zhi-Ming Zhou. Rare Metals. 2017(07)
[4]激光熔覆铁基合金涂层拉伸强度和低周疲劳行为研究[J]. 齐林森,邱长军,陈伟,闫梦达. 机械研究与应用. 2016(05)
[5]MA-HP法制备Al0.4FeCrNiCo1.5Ti0.3高熵合金组织与性能研究（英文）[J]. 杨少锋,张炎,成家林,朱晨,陈维平. 稀有金属材料与工程. 2014(12)
[6]激光熔覆FeCoCrxNiB高熵合金涂层的组织结构与耐磨性[J]. 黄标,张冲,程虎,唐群华,饶湖常,戴品强. 中国表面工程. 2014(06)
[7]等离子熔覆CoCrFeMnNiCx高熵合金的组织结构[J]. 王智慧,秦晓婷,贺定勇,崔丽,蒋建敏,周正. 中国表面工程. 2014(04)
[8]等离子熔覆（CuCoCrFeNi）95B5高熵合金涂层研究[J]. 张保森,程江波,徐滨士. 稀有金属材料与工程. 2014(05)
[9]激光熔覆技术制备高熵合金涂层的研究进展[J]. 刘宁,朱智轩,金云学,王小京,高杏燕. 材料导报. 2014(05)
[10]激光熔覆法制备Al2CrFeCoxCuNiTi高熵合金涂层的组织与性能[J]. 邱星武,张云鹏,刘春阁. 粉末冶金材料科学与工程. 2013(05)
博士论文
[1]Co-Fe-Ni系磁性高熵合金的组织与性能[D]. 左婷婷.北京科技大学 2017
[2]Mo-Nb-Hf-Zr-Ti难熔高熵合金组织与力学性能[D]. 郭娜娜.哈尔滨工业大学 2016
[3]纳米/超细晶CoNiFeAlTi系高熵合金及其复合材料的相形成与强化机制研究[D]. 付志强.华南理工大学 2015
[4]钢基体腐蚀防护的高熵合金AlxFeCrCoNiCu涂层研究[D]. 牛雪莲.大连理工大学 2014
[5]激光熔覆制备AlCoCrCuFeNiTi系高熵合金涂层工艺及其组织性能研究[D]. 邱星武.西安理工大学 2014
[6]合金元素对高熵合金组织与性能的影响[D]. 刘亮.吉林大学 2012
硕士论文
[1]CrFeCoNiTix高熵合金力学性能及耐腐蚀性能研究[D]. 贾强.哈尔滨理工大学 2015
[2]基于优化喷嘴制备的激光熔覆WC/Ni复合涂层及其拉伸断裂性能研究[D]. 刘志勇.华东理工大学 2011
[3]多主元高熵合金的探索性研究[D]. 朱海云.山东科技大学 2009
本文编号：2996019
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：149 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
基于webofscience核心库检索与高熵合金相关的论文数Figure1.1Numberofpapersabouthigh-entropyalloysbasedoncorelibraryofwebofscience
关研究表明[13, 14]，高熵合金形成的相数远远小于根据式（1-1）mix mix mix G H T S △Smix——固溶体形成时热焓和混合熵的变化。混合熵将显著降低合金的自由能，这意味着固溶体的形成自由能化合物的竞争形核中优先生成。叶均蔚等人[15]认为混合熵等于 间强键合力的必要条件且认为混合熵等于 1.0R 是划分中熵和低混合熵低于 1.0R 时，其很难与键合能竞争。根据这一观点，可.2 所示的三类： 低熵合金：以一种或两种元素为主要元素，其混合熵小于 1.0R 中熵合金：包含两种到四种主要元素，其混合熵介于 1.50R~1.0 高熵合金：包含五种或五种以上主要元素，其混合熵大于 1.50R
于 Tsai 等人的研究结果[16]。从图 1.3 中可以看出，高熵合金中各元素的扩散系在其他合金中的扩散系数，此即为高熵合金的缓慢扩散效应。动力学上认为，传统合金溶质和溶剂原子填补空缺后的键合情况与之前相同；金中，主要通过空位机制进行扩散。由于不同原子的熔点大小和键合强弱不同强的原子更容易扩散到空位，但元素之间的键合也是有差异的。原子在不断扩位的过程中，若能量降低，则原子难以进行扩散；若能量升高则难以进入到空得高熵合金固溶体的扩散速率和相变速率降低[17]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]超高强度钢表面激光熔覆层的组织及力学性能[J]. 孙涛,程宗辉,张志强,黄卫华,阚艳,曾晓利. 金属热处理. 2017(11)
[2]Influence of α/β interface phase on the tensile properties of laser cladding deposited Ti–6Al–4V titanium alloy[J]. Zhuang Zhao,Jing Chen,Shuai Guo,Hua Tan,Xin Lin,Weidong Huang. Journal of Materials Science & Technology. 2017(07)
[3]Microstructure and dry sliding wear behavior of laser clad AlCrNiSiTi multi-principal element alloy coatings[J]. Can Huang,Yi-Zhou Tang,Yong-Zhong Zhang,An-Ping Dong,Jian Tu,Lin-Jiang Chai,Zhi-Ming Zhou. Rare Metals. 2017(07)
[4]激光熔覆铁基合金涂层拉伸强度和低周疲劳行为研究[J]. 齐林森,邱长军,陈伟,闫梦达. 机械研究与应用. 2016(05)
[5]MA-HP法制备Al0.4FeCrNiCo1.5Ti0.3高熵合金组织与性能研究（英文）[J]. 杨少锋,张炎,成家林,朱晨,陈维平. 稀有金属材料与工程. 2014(12)
[6]激光熔覆FeCoCrxNiB高熵合金涂层的组织结构与耐磨性[J]. 黄标,张冲,程虎,唐群华,饶湖常,戴品强. 中国表面工程. 2014(06)
[7]等离子熔覆CoCrFeMnNiCx高熵合金的组织结构[J]. 王智慧,秦晓婷,贺定勇,崔丽,蒋建敏,周正. 中国表面工程. 2014(04)
[8]等离子熔覆（CuCoCrFeNi）95B5高熵合金涂层研究[J]. 张保森,程江波,徐滨士. 稀有金属材料与工程. 2014(05)
[9]激光熔覆技术制备高熵合金涂层的研究进展[J]. 刘宁,朱智轩,金云学,王小京,高杏燕. 材料导报. 2014(05)
[10]激光熔覆法制备Al2CrFeCoxCuNiTi高熵合金涂层的组织与性能[J]. 邱星武,张云鹏,刘春阁. 粉末冶金材料科学与工程. 2013(05)
博士论文
[1]Co-Fe-Ni系磁性高熵合金的组织与性能[D]. 左婷婷.北京科技大学 2017
[2]Mo-Nb-Hf-Zr-Ti难熔高熵合金组织与力学性能[D]. 郭娜娜.哈尔滨工业大学 2016
[3]纳米/超细晶CoNiFeAlTi系高熵合金及其复合材料的相形成与强化机制研究[D]. 付志强.华南理工大学 2015
[4]钢基体腐蚀防护的高熵合金AlxFeCrCoNiCu涂层研究[D]. 牛雪莲.大连理工大学 2014
[5]激光熔覆制备AlCoCrCuFeNiTi系高熵合金涂层工艺及其组织性能研究[D]. 邱星武.西安理工大学 2014
[6]合金元素对高熵合金组织与性能的影响[D]. 刘亮.吉林大学 2012
硕士论文
[1]CrFeCoNiTix高熵合金力学性能及耐腐蚀性能研究[D]. 贾强.哈尔滨理工大学 2015
[2]基于优化喷嘴制备的激光熔覆WC/Ni复合涂层及其拉伸断裂性能研究[D]. 刘志勇.华东理工大学 2011
[3]多主元高熵合金的探索性研究[D]. 朱海云.山东科技大学 2009
本文编号：2996019
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