稀土对FeMnCrNiCo高熵合金铸态及时效组织的影响
发布时间：2022-01-20 20:53
高熵合金是由五种或五种以上元素以等原子比或接近等原子比通过熔炼、烧结等方法组合而成的合金。由于特有的高熵效应,它倾向于形成简单的FCC、BCC或HCP结构固溶体。此外,在对高熵合金进行某些热处理后,它还可能伴随生成非晶相和纳米析出相。因此高熵合金通常具有比传统合金更高的强度及更好的热稳定性和耐腐蚀性等。其中,FeMnCrNiCo高熵合金为单一的FCC固溶体结构,具有突出的塑韧性,但强度并不高。本研究以FeMnCrNiCo高熵合金为基础,主要研究稀土La对该合金铸态及时效组织的影响,为稀土元素在高熵合金中的应用进行基础探索。首先,通过中频感应炉制备了FeMnCrNiCo和FeMnCrNiCoLa高熵合金（其中La的质量百分比为9.3%）,利用扫描电镜、X射线衍射、能谱分析等手段分析了稀土La添加对FeMnCrNiCo高熵合金铸态组织的影响。结果表明,稀土La的添加使FeMnCrNiCo高熵合金由FCC单相固溶体结构变为FCC和LaNi相的两相结构,此LaNi脆硬相呈连续大面积分布于枝晶间,同时枝晶得到了明显的细化,硬度也从112HV提高至178HV。然后,为消除枝晶间连续分布的脆硬LaN...
【文章来源】：内蒙古科技大学内蒙古自治区
【文章页数】：54 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
元素数目与混合熵的关系
内蒙古科技大学硕士学位论文-9-图1.2高熵合金的应用1.4稀土在金属材料中的作用稀土(RareEarth)是化学元素周期表中的镧系元素和钪、钇共17个元素的总称。稀土目前作为合金化元素已经被广泛应用于钢铁及有色金属材料中，大量研究表明，在钢铁和合金中添加稀土元素可起到很多积极的作用如净化熔体、细化组织等，因此稀土的应用具有十分重大的作用和广阔前景。我国的稀土资源十分丰富，约占世界含量的40%。因此研究和发展稀土在钢铁及有色金属材料中的应用可极大提高我国钢铁及其他金属材料的国际竞争力。1.4.1稀土在钢中的作用由于独特的电子壳结构，壳层结构的能价态可变和大原子尺寸的特点，稀土添加到钢中可以起到钢液净化，变质夹杂物，细化组织及析出强化等作用，从而有效地改善钢的的冶金、铸造、热加工性能、机械性能、以及在大气及其它介质中的耐腐蚀性、抗氧化、高温性能等。在钢的冶炼技术和洁净度不断提高的今天，稀土在钢中也发挥出了更有效的作用：（1）净化作用稀土元素的添加是取得低杂质钢较理想的方法。稀土元素具有活泼的化学性质，在1550～1600℃温度下的钢液中，由于自由能的大小不同，首先会生成稀土氧化物，而后会反应生成稀土氧硫化物以及稀土硫化物。当钢液里的氧和硫被稀土净化至足够
内蒙古科技大学硕士学位论文-16-2实验方案及路线2.1实验路线本课题的实验步骤流程图如图2.1所示：图2.1实验流程2.2成分的选择和设计高熵合金元素种类的选择范围很大，但是必须要综合考虑各元素的原子半径、电负性以及元素间的互溶性才能获得结构和性能良好的合金。通过适当的成分设计，高熵合金可获得高强度及良好的耐高温软化和耐腐蚀性等。目前，较普遍的高熵合金是
【参考文献】：
期刊论文
[1]高熵合金制备及研究进展[J]. 陈永星,朱胜,王晓明,杜文博,张垚. 材料工程. 2017(11)
[2]热处理对Al0.5CoCrCuFeNi高熵合金显微组织与硬度的影响[J]. 杨上金,吴波,刘灯宪,赵春凤,钭舒适,吴育锋,陈祖华. 金属热处理. 2015(11)
[3]高熵合金基复合材料研究进展[J]. 马壮,王倪,王恩杰,李智超. 材料导报. 2015(17)
[4]添加Al对AlxFeCrCoCuTi高熵合金组织与高温氧化性能的影响[J]. 谢红波,刘贵仲,郭景杰,周敏,毛炜乾,郝聪敏. 稀有金属. 2016(04)
[5]稀土元素Gd和Sm对AZ81镁合金组织及力学性能的影响[J]. 李梅菊,丁雨田. 铸造. 2015(02)
[6]稀土在钢中应用与研究新进展[J]. 李春龙. 稀土. 2013(03)
[7]固溶体型高熵合金的形成条件(英文)[J]. 任明星,李邦盛,傅恒志. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2013(04)
[8]La对AZ61镁合金组织及性能的影响[J]. 杜磊,闫洪. 材料热处理学报. 2012(S1)
[9]稀土元素对ZK60镁合金组织和性能影响的研究现状[J]. 张志华,潘复生,陈先华,王敬丰. 热加工工艺. 2011(10)
[10]高熵合金的最新研究进展[J]. 欧子义,王春伟,唐建江. 热加工工艺. 2010(22)
博士论文
[1]间隙原子对难熔高熵合金力学和阻尼性能的影响规律及机理研究[D]. 雷智锋.北京科技大学 2019
[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]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
硕士论文
[1]B和Y的添加对CoCrFeMnNi高熵合金组织与性能的影响[D]. 张淑婧.哈尔滨工业大学 2018
[2]FeCrVTi基高熵合金微观组织及性能研究[D]. 张博文.合肥工业大学 2017
[3]YxCoCrFeNi和GdxCoCrFeNiCu系高熵合金结构和性能的研究[D]. 张欢.燕山大学 2015
[4]CoCrCuFeMoNi系高熵合金的组织与性能研究[D]. 朱智轩.江苏科技大学 2015
[5]合金元素对高熵合金微观组织与性能的影响[D]. 马丽娟.东北大学 2013
[6]稀土Nd对AZ31镁合金性能的影响规律研究[D]. 柏媛媛.内蒙古科技大学 2012
[7]稀土元素La对AZ61镁合金组织及性能的影响[D]. 杜磊.南昌大学 2012
[8]AlFeCrNiCoCu系高熵合金及其复合材料组织及性能研究[D]. 范啟超.哈尔滨工业大学 2011
[9]热处理和元素含量对高熵合金组织和性能的影响[D]. 薛虎东.东北大学 2011
[10]多主元高熵合金的组织结构与性能研究[D]. 李忠丽.山东科技大学 2010
本文编号：3599501
【文章来源】：内蒙古科技大学内蒙古自治区
【文章页数】：54 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
元素数目与混合熵的关系
内蒙古科技大学硕士学位论文-9-图1.2高熵合金的应用1.4稀土在金属材料中的作用稀土(RareEarth)是化学元素周期表中的镧系元素和钪、钇共17个元素的总称。稀土目前作为合金化元素已经被广泛应用于钢铁及有色金属材料中，大量研究表明，在钢铁和合金中添加稀土元素可起到很多积极的作用如净化熔体、细化组织等，因此稀土的应用具有十分重大的作用和广阔前景。我国的稀土资源十分丰富，约占世界含量的40%。因此研究和发展稀土在钢铁及有色金属材料中的应用可极大提高我国钢铁及其他金属材料的国际竞争力。1.4.1稀土在钢中的作用由于独特的电子壳结构，壳层结构的能价态可变和大原子尺寸的特点，稀土添加到钢中可以起到钢液净化，变质夹杂物，细化组织及析出强化等作用，从而有效地改善钢的的冶金、铸造、热加工性能、机械性能、以及在大气及其它介质中的耐腐蚀性、抗氧化、高温性能等。在钢的冶炼技术和洁净度不断提高的今天，稀土在钢中也发挥出了更有效的作用：（1）净化作用稀土元素的添加是取得低杂质钢较理想的方法。稀土元素具有活泼的化学性质，在1550～1600℃温度下的钢液中，由于自由能的大小不同，首先会生成稀土氧化物，而后会反应生成稀土氧硫化物以及稀土硫化物。当钢液里的氧和硫被稀土净化至足够
内蒙古科技大学硕士学位论文-16-2实验方案及路线2.1实验路线本课题的实验步骤流程图如图2.1所示：图2.1实验流程2.2成分的选择和设计高熵合金元素种类的选择范围很大，但是必须要综合考虑各元素的原子半径、电负性以及元素间的互溶性才能获得结构和性能良好的合金。通过适当的成分设计，高熵合金可获得高强度及良好的耐高温软化和耐腐蚀性等。目前，较普遍的高熵合金是
【参考文献】：
期刊论文
[1]高熵合金制备及研究进展[J]. 陈永星,朱胜,王晓明,杜文博,张垚. 材料工程. 2017(11)
[2]热处理对Al0.5CoCrCuFeNi高熵合金显微组织与硬度的影响[J]. 杨上金,吴波,刘灯宪,赵春凤,钭舒适,吴育锋,陈祖华. 金属热处理. 2015(11)
[3]高熵合金基复合材料研究进展[J]. 马壮,王倪,王恩杰,李智超. 材料导报. 2015(17)
[4]添加Al对AlxFeCrCoCuTi高熵合金组织与高温氧化性能的影响[J]. 谢红波,刘贵仲,郭景杰,周敏,毛炜乾,郝聪敏. 稀有金属. 2016(04)
[5]稀土元素Gd和Sm对AZ81镁合金组织及力学性能的影响[J]. 李梅菊,丁雨田. 铸造. 2015(02)
[6]稀土在钢中应用与研究新进展[J]. 李春龙. 稀土. 2013(03)
[7]固溶体型高熵合金的形成条件(英文)[J]. 任明星,李邦盛,傅恒志. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2013(04)
[8]La对AZ61镁合金组织及性能的影响[J]. 杜磊,闫洪. 材料热处理学报. 2012(S1)
[9]稀土元素对ZK60镁合金组织和性能影响的研究现状[J]. 张志华,潘复生,陈先华,王敬丰. 热加工工艺. 2011(10)
[10]高熵合金的最新研究进展[J]. 欧子义,王春伟,唐建江. 热加工工艺. 2010(22)
博士论文
[1]间隙原子对难熔高熵合金力学和阻尼性能的影响规律及机理研究[D]. 雷智锋.北京科技大学 2019
[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]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
硕士论文
[1]B和Y的添加对CoCrFeMnNi高熵合金组织与性能的影响[D]. 张淑婧.哈尔滨工业大学 2018
[2]FeCrVTi基高熵合金微观组织及性能研究[D]. 张博文.合肥工业大学 2017
[3]YxCoCrFeNi和GdxCoCrFeNiCu系高熵合金结构和性能的研究[D]. 张欢.燕山大学 2015
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[10]多主元高熵合金的组织结构与性能研究[D]. 李忠丽.山东科技大学 2010
本文编号：3599501
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