Al、Cu含量对高熵合金组织及性能的影响

发布时间：2020-07-10 00:59

【摘要】：高熵合金因其具有许多传统合金没有的优异特性,如高强度、硬度、良好的塑性、良好的软磁性而成为极具潜力的新型材料,但很难实现强度韧性的良好。因此本文通过改变Al、Cu原子比来实现良好的强韧性配合。目前高熵合金无论是在实验研究还是理论研究方面的成果都比较少,对于高熵合金的形成机理等问题还少有研究。从开发新材料的角度来看,高熵合金的开发具有重大意义。本文采用非自耗真空电弧熔炼炉制备出15种成分不同的合金,对其力学性能及耐蚀性能进行实验,从而研究出Al、Cu元素对其组织及性能的影响,以及制备出具有优良机械性能的合金。采用XRD、SEM、EDS等分析手段研究了合金的相、微观形貌、及化学成分。对合金进行硬度、压缩的力学性能检测分析合金的机械性能。对合金进行电化学检测,激光显微镜观察来研究合金的耐蚀性。实验结果表明:铸态Alx Co Cr Fe Ni Cuy(x=1,2,3,4,5)(y=1,2,3)高熵合金主要由BCC相固溶体及FCC相固溶体组成。其中Al元素的添加使得合金倾向于形成BCC相固溶体,提高合金的强度。Cu元素的添加使得合金倾向于形成FCC相的固溶体,提高合金的塑性。高熵合金的微观可以出现三种不同的相。大量的Cu元素不容易固溶于合金中在晶界出发生偏聚,形成第三相。铸态Alx Co Cr Fe Ni Cuy高熵合金均具有高的硬度,屈服强度和断裂强度,也具有非常好的塑性变形能力。铸态Alx Co Cr Fe Ni Cuy高熵合金中Al4Co Cr Fe Ni Cu2具有最大的硬度,硬度值为782HV。Al3Co Cr Fe Ni Cu具有较高的屈服强度及断裂强度。屈服强度及断裂强度的值分别为2056MPa、2098MPa。高熵合金中Al元素和Cu元素的添加都会使合金变得更易于发生腐蚀。铸态Alx Co Cr Fe Ni Cuy(x=1,2,3,4,5)(y=1,2,3)高熵合金在3.5%的Na Cl溶液中和在1mol/L的HCl溶液中和不锈钢相比均具有良好的耐蚀性能。Al Co Cr Fe Ni Cu高熵合金具有最好的耐蚀性能。
【学位授予单位】：沈阳理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG139
【图文】：

混合熵,溶体,正则,组元

1.1 等摩尔比合金按正则溶体得到的混合熵和组元数 N 的关系（R）为摩=8.31J/(k·mol)[1]ig 1.1 The relationship between mixing entropy and constituent element numberigh-entropy alloy[1]图 1.1 可以看到，当合金以两种元素等原子比混合时，合金熔体

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摩尔,图谱,相结构,合金

1-7 是Cu、Ni、Al、Co、Fe、Si系高熵合金的XRD衍射图谱。的增加，合金从二元逐渐增加到七元，而合金的相结构由FCC相和FCC相共存的结构，合金中没有出现复杂相结构的固溶体，仍组成。

【参考文献】