静动态扭转法制备的Al 0.1 CoCrFeNi梯度高熵合金的力学性和变形机理
发布时间：2022-01-27 23:09
本文使用真空磁悬浮感应熔炼炉制备出了Al0.1CoCrFeNi高熵合金铸锭,利用动态循环加载和准静态扭转加载技术成功制备出了具有梯度分级结构（GHS）的Al0.1CoCrFeNi高熵合金（HEAs）。结果表明,Al0.1CoCrFeNi梯度高熵合金具有优异的强塑性匹配效应。主要结论如下:（1）利用X射线衍射（XRD）、电子背散射衍射（EBSD）、透射电镜（TEM）和纳米压痕技术系统研究了梯度高熵合金的晶体结构、微观组织和纳米硬度。研究表明,对于当前的GHS-HEAs,梯度分布的剪切应力导致了梯度变形亚结构的产生,样品从中心部位到边缘部位的微观组织分别为位错滑移线、高密度位错墙、位错胞、微带组织和变形孪晶。并阐述了所获取GHS-HEAs潜在的变形机制。（2）通过独特的动态循环加载方式引入梯度分级结构,可以有效地实现合金的增强与增韧。GHS薄板相比于退火样品展现出了优异的力学性能,这主要是由于梯度分级结构的引入产生了显著的加工硬化能力和纳米孪晶行为,如具有GHS结构的T-2薄板（靠近中心部位）,其屈服强度、抗拉强度和拉伸塑性...
【文章来源】：太原理工大学山西省211工程院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
合金的化学组成复杂性随时间的上升趋势
太原理工大学硕士研究生学位论文（2）高低温力学性能美国橡树岭国家实验室的 Otto 等[41]研究了晶粒尺寸分别为 4.4 μm 和 155 μm 的CoCrFeNiMn 高熵合金在不同温度下的拉伸力学性能，如图 1-2 所示。从图中可以看出，相比于室温和高温加载，CoCrFeNiMn 高熵合金在低温（77K）下表现出优异的强塑性。这主要是因为低温环境使得高熵合金的层错能有所降低，进而在变形过程中诱发了更多的纳米孪晶。
图 1-3 Al0.5CoCrCuFeNi 高熵合金的疲劳曲线：(a) S-N 曲线；(b) 疲劳比率与相应断裂周次(N)的关系曲线Figure 1-3 Fatigue curve ofAl0.5CoCrCuFeNi high-entropy alloy: (a) S-N curve; (b) relationship betweenfatigue ratio and corresponding fracture time (N)虽然目前高熵合金领域已经发表了很多高水平文章，比如“High-entropy Alloys:Fundamentals and Applications”[40]和涵盖了多个研究方向的文献综述[19,20,43,44]。然而，研究者们对高熵合金性能的探索和变形机理的理解还仅仅是冰山一角，更多未知领域有待于进一步的探索与研究。1.3 梯度金属材料的发展概况材料的强韧化一直是材料和力学研究者们永恒追求的目标。因此，一直以来人们都在尝试着克服强韧冲突的问题，对于新型的高熵合金也不例外，如层错能较低的 FCC
【参考文献】：
期刊论文
[1]多主元高熵合金组织性能及塑性变形的研究进展[J]. 李美艳,张琪,韩彬,王稼林. 材料热处理学报. 2019(01)
[2]Al0.1CoCrFeNi高熵合金的力学性能和变形机理[J]. 陈刚,王璐,杨静,李强,吕品,马胜国. 材料工程. 2019(01)
[3]高层错能Fe-Mn-Al-C低密度钢的变形机制和组织控制[J]. 丁桦,胡晓. 材料与冶金学报. 2018(04)
[4]Mn含量对Fe-Mn-C孪生诱发塑性钢拉伸变形行为的影响[J]. 李冬冬,钱立和,刘帅,孟江英,张福成. 金属学报. 2018(12)
[5]碳含量对CrMnFeCoNi高熵合金组织和性能的影响[J]. 曹振飞,齐海波,高珣,门晓玲. 应用激光. 2018(03)
[6]密排六方结构高熵合金研究进展[J]. 鲍美林,乔珺威. 中国材料进展. 2018(04)
[7]AlCrFeNiTi高熵合金热稳定性的研究[J]. 农智升,李宏宇,王继杰. 稀有金属材料与工程. 2018(01)
[8]准静态拉伸过程中CoCrFeMnNi高熵合金显微组织的演变[J]. 蔡小勇,唐群华,戴品强. 中国有色金属学报. 2018(01)
[9]CoCrFeNi-M系高熵合金的结构与相变[J]. 郭亚雄,刘其斌,尚晓娟,徐鹏,周芳. 材料导报. 2018(01)
[10]冷轧Al0.3CoCrFeNi高熵合金退火再结晶组织和织构的演变[J]. 唐群华,蔡小勇,戴品强,花能斌. 材料科学与工程学报. 2016(04)
本文编号：3613248
【文章来源】：太原理工大学山西省211工程院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
合金的化学组成复杂性随时间的上升趋势
太原理工大学硕士研究生学位论文（2）高低温力学性能美国橡树岭国家实验室的 Otto 等[41]研究了晶粒尺寸分别为 4.4 μm 和 155 μm 的CoCrFeNiMn 高熵合金在不同温度下的拉伸力学性能，如图 1-2 所示。从图中可以看出，相比于室温和高温加载，CoCrFeNiMn 高熵合金在低温（77K）下表现出优异的强塑性。这主要是因为低温环境使得高熵合金的层错能有所降低，进而在变形过程中诱发了更多的纳米孪晶。
图 1-3 Al0.5CoCrCuFeNi 高熵合金的疲劳曲线：(a) S-N 曲线；(b) 疲劳比率与相应断裂周次(N)的关系曲线Figure 1-3 Fatigue curve ofAl0.5CoCrCuFeNi high-entropy alloy: (a) S-N curve; (b) relationship betweenfatigue ratio and corresponding fracture time (N)虽然目前高熵合金领域已经发表了很多高水平文章，比如“High-entropy Alloys:Fundamentals and Applications”[40]和涵盖了多个研究方向的文献综述[19,20,43,44]。然而，研究者们对高熵合金性能的探索和变形机理的理解还仅仅是冰山一角，更多未知领域有待于进一步的探索与研究。1.3 梯度金属材料的发展概况材料的强韧化一直是材料和力学研究者们永恒追求的目标。因此，一直以来人们都在尝试着克服强韧冲突的问题，对于新型的高熵合金也不例外，如层错能较低的 FCC
【参考文献】：
期刊论文
[1]多主元高熵合金组织性能及塑性变形的研究进展[J]. 李美艳,张琪,韩彬,王稼林. 材料热处理学报. 2019(01)
[2]Al0.1CoCrFeNi高熵合金的力学性能和变形机理[J]. 陈刚,王璐,杨静,李强,吕品,马胜国. 材料工程. 2019(01)
[3]高层错能Fe-Mn-Al-C低密度钢的变形机制和组织控制[J]. 丁桦,胡晓. 材料与冶金学报. 2018(04)
[4]Mn含量对Fe-Mn-C孪生诱发塑性钢拉伸变形行为的影响[J]. 李冬冬,钱立和,刘帅,孟江英,张福成. 金属学报. 2018(12)
[5]碳含量对CrMnFeCoNi高熵合金组织和性能的影响[J]. 曹振飞,齐海波,高珣,门晓玲. 应用激光. 2018(03)
[6]密排六方结构高熵合金研究进展[J]. 鲍美林,乔珺威. 中国材料进展. 2018(04)
[7]AlCrFeNiTi高熵合金热稳定性的研究[J]. 农智升,李宏宇,王继杰. 稀有金属材料与工程. 2018(01)
[8]准静态拉伸过程中CoCrFeMnNi高熵合金显微组织的演变[J]. 蔡小勇,唐群华,戴品强. 中国有色金属学报. 2018(01)
[9]CoCrFeNi-M系高熵合金的结构与相变[J]. 郭亚雄,刘其斌,尚晓娟,徐鹏,周芳. 材料导报. 2018(01)
[10]冷轧Al0.3CoCrFeNi高熵合金退火再结晶组织和织构的演变[J]. 唐群华,蔡小勇,戴品强,花能斌. 材料科学与工程学报. 2016(04)
本文编号：3613248
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