CoCrCuFeMoNi系高熵合金的组织与性能研究

发布时间：2017-04-06 20:06

  本文关键词：CoCrCuFeMoNi系高熵合金的组织与性能研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文采用高频感应炉熔炼制备了CoCrCuxFeMoNi、CrCuxFeMoyNi以及CoCr0.5CuxFeyMoNi(x,y为元素的原子比,未标出下标的为1)系高熵合金,并借助多种分析测试方法对合金的凝固组织、相组成、凝固过程以及抗压缩性能进行研究,同时借助理论计算验证了高熵合金的相形成规律。CoCrCuxFeMoNi(x=0,0.1)高熵合金凝固组织为富(Fe,Co,Ni)的树枝晶、包晶和共晶组织。CoCrCu0.3FeMoNi高熵合金凝固组织是由富Mo树枝晶、包共晶组织、岛屿状和层片状共晶组织组成。CoCrCuxFeMoNi(x≥0.5)高熵合金均发生了相分离现象,即凝固组织中出现了富Cu球形组织,其中还观察到富Cr和富Cu的析出相。CrCuxFeMoyNi高熵合金发生了不同程度的相分离现象,在CrCuFeMoyNi合金中甚至观察到宏观相分离组织。CoCr0.5CuxFeyMoNi系高熵合金的初生枝晶相均为富Mo相,在CoCr0.5Cu0.1FeyMoNi高熵合金的凝固过程中发生了包共晶转变与共晶转变。而在CoCr0.5Cu0.3FexMoNi高熵合金中则存在着岛屿状共晶和层片状共晶组织。CoCrCuxFeMoNi与CoCr0.5CuxFeyMoNi系高熵合金的平衡凝固组织由BCC与FCC两种固溶体相构成,而CrCuxFeMoyNi系高熵合金则由σ相与FCC相构成。在CoCrCuFeMoNi系合金中,当合金的ΔHmix值为正值时,会发生相分离现象。三组高熵合金的ΔR与ΔX值以及ΔS值均与郭等人提出的形成稳定固溶体相的理论判据相符。因为液相分离形成的两个成分不同的液相,其成分早已偏离平衡液相成分,此时继续采用原始液相计算出的VEC数值已不能反映真实情况,故形成FCC相与BCC相混合结构的VEC判据并不适用与凝固前会发生液相分离的高熵合金。CoCrCu0.1FeMoNi高熵合金表现出了极佳的强韧配合,其抗压强度与塑性应变值分别达到了3012MPa与51.6%。
【关键词】：高熵合金 凝固组织 相分离 相组成 抗压缩性能
【学位授予单位】：江苏科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG139
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-14
• 第1章 绪论14-26
• 1.1 引言14-15
• 1.2 高熵合金的四大效应15-17
• 1.2.1 热力学上的高熵效应15
• 1.2.2 结构上的晶格畸变效应15-16
• 1.2.3 动力学上的迟滞扩散效应16
• 1.2.4 性能上的“鸡尾酒”效应16-17
• 1.3 高熵合金的凝固组织17-20
• 1.4 高熵合金的性能特点20-22
• 1.4.1 力学性能20
• 1.4.2 耐磨性20-21
• 1.4.3 耐腐蚀性21-22
• 1.5 高熵合金的相组成预测22-24
• 1.6 高熵合金的发展及研究现状24-25
• 1.7 研究内容及选题意义25-26
• 第2章 试验材料及方法26-30
• 2.1 合金元素的成分设计26-27
• 2.2 熔炼设备27-28
• 2.3 合金试样的制备28
• 2.4 合金组织结构分析28-29
• 2.4.1 微观组织分析28-29
• 2.4.2 X射线衍射分析29
• 2.5 性能测试29-30
• 2.5.1 显微硬度测试29
• 2.5.2 压缩强度试验29-30
• 第3章 CoCrCuxFeMoNi高熵合金凝固组织及性能研究30-46
• 3.1 引言30
• 3.2 CoCrCuxFeMoNi高熵合金的微观组织和凝固过程30-42
• 3.2.1 CoCrFeMoNi高熵合金的凝固组织形貌及分析30-32
• 3.2.2 CoCrCu_(0.1)FeMoNi高熵合金的凝固组织形貌及分析32-34
• 3.2.3 CoCrCu_(0.3)FeMoNi高熵合金的凝固组织形貌及分析34-36
• 3.2.4 CoCrCu_(0.5)FeMoNi高熵合金的凝固组织形貌及分析36-38
• 3.2.5 CoCrCu0.8FeMoNi高熵合金的凝固组织形貌及分析38-40
• 3.2.6 CoCrCuFeMoNi高熵合金的凝固组织形貌及分析40-42
• 3.3 CoCrCuxFeMoNi系高熵合金的相结构分析42
• 3.4 固溶体相形成条件的计算与预测42-43
• 3.5 抗压强度及其分析43-44
• 3.6 本章小结44-46
• 第4章 CrCuxFeMoyNi高熵合金凝固组织及性能研究46-65
• 4.1 引言46
• 4.2 CrCuxFeMoyNi高熵合金的宏观组织及分析46-47
• 4.3 CrCuxFeMoyNi高熵合金的微观组织47-55
• 4.3.1 CrCu_(0.5)FeMo_(0.5)Ni高熵合金的凝固组织及能谱分析47-49
• 4.3.2 CrCu_(0.5)FeMoNi高熵合金的凝固组织及能谱分析49-51
• 4.3.3 CrCuFeMo_(0.5)Ni高熵合金的凝固组织及能谱分析51-52
• 4.3.4 CrCuFeMoNi高熵合金的凝固组织及能谱分析52-55
• 4.4 CrCuxFeMoyNi高熵合金的凝固过程分析55-60
• 4.5 固溶体相形成条件的计算与预测60-61
• 4.6 抗压强度及其分析61-63
• 4.7 本章小结63-65
• 第5章 CoCr_(0.5)CuxFeyMoNi高熵合金凝固组织及性能研究65-78
• 5.1 引言65
• 5.2 CoCr_(0.5)CuxFeyMoNi高熵合金的微观组织和凝固过程65-74
• 5.2.1 CoCr_(0.5)Cu_(0.1)Fe_(0.1)MoNi高熵合金的凝固组织及分析65-67
• 5.2.2 CoCr_(0.5)Cu_(0.3)Fe_(0.1)MoNi高熵合金的凝固组织及分析67-69
• 5.2.3 CoCr_(0.5)Cu_(0.1)Fe_(0.3)MoNi高熵合金的凝固组织及分析69-71
• 5.2.4 CoCr_(0.5)Cu_(0.3)Fe_(0.3)MoNi高熵合金的凝固组织及分析71-74
• 5.3 CoCrCuxFeyMoNi系高熵合金的相结构分析74-75
• 5.4 固溶体相形成条件的计算与预测75
• 5.5 抗压强度及其分析75-77
• 5.6 本章小结77-78
• 结论78-79
• 参考文献79-83
• 攻读硕士学位期间参研课题及研究成果83-84
• 致谢84

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 任明星;李邦盛;;CrFeCoNiCu多主元高熵合金的相分析[J];材料工程;2012年01期

2 张勇;周云军;惠希东;王美玲;陈国良;;大块金属玻璃及高熵合金的合金化作用[J];中国科学(G辑:物理学 力学 天文学);2008年04期

3 张晖;潘冶;何宜柱;;激光熔覆FeCoNiCrAl_2Si高熵合金涂层[J];金属学报;2011年08期

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本文编号：289557