热处理对FeCrMnNiCo_x合金微观组织及力学性能的影响
发布时间：2020-12-18 11:03
金属粉体经行星式球磨机混合后,采用真空熔铸技术制备FeCrMnNiCo,FeCrMnNiCo0.5,FeCrMnNi 3种多主元合金。采用金相显微镜、扫描电镜（SEM）、硬度计、万能拉伸试验机,研究热处理温度对3种多主元合金微观组织、拉伸性能和硬度的影响。结果表明:900℃热处理后的FeCrMnNi合金硬度最大为380HV;经过700℃热处理后FeCrMnNiCo0.5塑性最大,其断后伸长率为54.7%。同一热处理温度下,随着Co含量增多,组织从树枝状转变成蜂窝状,抗拉强度减小。同一种合金硬度随着热处理温度升高呈现增大的趋势,这可能与热处理后析出相增多有关,但其抗拉强度基本不变。
【文章来源】：材料工程. 2020年06期 北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
室温下FeCrMnNiCox(x=0,0.5,1.0)合金的XRD谱图
图2,3分别为700 ℃和900 ℃热处理后FeCrMnNiCox(x=0,0.5,1.0)的SEM形貌。从图2(a)中可以发现,700 ℃热处理后,FeCrMnNi析出的第二相存在大量的树枝晶结构,这种枝晶结构导致材料的微观结构不够致密,导致其抗拉强度很高,塑性却很差。这种结构并不是偶然出现,而是遍布于材料内部,呈弥散、均匀地分布,造成这种情况可能存在两种原因:一是合金中某些元素在形成固溶体时,由于晶格常数突变,导致晶格塌陷;二是在热处理时,处理时间或者温度不够,导致材料内部不同相之间残存应力不能及时消除,这种残余应力就会造成不同相彼此之间的相互作用,导致枝晶的产生,进而造成组织不致密现象的出现。由图3(a)所示,不含Co时,FeCrMnNi合金中以Cr7Ni3,Fe0.64Ni0.36和Cr0.19Fe0.7Ni0.11相为主,弥散分布于合金内,且夹杂的第二相形貌不再是羽毛状的树枝晶,而是稍致密的粒状和块状混合的第二相,说明900 ℃热处理对残存应力的消除效果明显。图2(b)是700 ℃热处理后FeCrMnNiCo0.5合金的SEM形貌,它的组织类似轧制后的,呈现为朝向一致的纤维状组织,这种朝向一致的纤维状组织,使得合金表面存在着大量的微裂纹,其原因是因为在同一热处理温度下,Co的添加抑制了第二相的析出,合金的残余内应力不能以第二相析出的方式完全释放,再加上多元合金原子尺寸有差异,在形成固溶体时协同困难,此时原子扩散加剧,产生位错滑移从而产生类似滑移带的纤维状组织。图3(b)中纤维状滑移带和蜂窝状组织共存的原因,是因为较高的热处理破坏了滑移带的生成,残余应力在较高的热处理温度下随第二相的长大释放。从图2(c)和图3(c)中可以看出,合金的表面组织都呈现凹凸不平的蜂窝状,这说明同一热处理温度下,Co的过量添加会导致合金组织的不致密性,较高的热处理温度会促进合金组织的长大,导致合金存在大量缺陷和空位。图3 900 ℃热处理后FeCrMnNiCox(x=0,0.5,1.0)的SEM形貌
图2 700 ℃热处理后FeCrMnNiCox(x=0,0.5,1.0)的SEM形貌比较图2,3中不同温度下的热处理组织可以发现,Co含量为0.5时,经过700 ℃热处理后的合金组织最好,此时的合金组织由纤维带状构成,这种组织会在材料发生塑性变形时产生较多的滑移带,促进位错的运动,进而对材料的塑形和韧性有极大的提高。
【参考文献】：
期刊论文
[1]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)
[2]热处理对FeCrVTiMo高熵合金微观组织及力学性能的影响[J]. 张博文,唐清秋,钟志宏. 热加工工艺. 2018(14)
[3]激光熔覆沉积成形NbMoTaTi难熔高熵合金的组织与强度研究[J]. 李青宇,李涤尘,张航,张安峰,梁景怡,王兴理想,闫浩祺. 航空制造技术. 2018(10)
[4]AlxCrCuFeNi2多主元高熵合金的摩擦磨损性能[J]. 刘用,马胜国,刘英杰,张腾,杨慧君. 材料工程. 2018(02)
[5]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)
[6]热处理对冷轧变形Al0.3CoCrFeNi高熵合金组织与力学性能的影响[J]. 孙永哲,田笑,魏亚风,庄艳歆. 材料热处理学报. 2017(09)
[7]冷轧对Al10Cu25Co20Fe20Ni25高熵合金组织结构及力学性能的影响[J]. 王重,林万明,马胜国,杨慧君,梁红玉,乔珺威. 材料工程. 2015(08)
[8]热处理对Al0.5CoCrFeNiB0.2高熵合金组织结构及力学性能的影响[J]. 唐群华,蔡建宾,吴桂芬,戴品强. 铸造. 2011(01)
[9]高熵合金研究的新进展[J]. 高家诚,李锐. 功能材料. 2008(07)
本文编号：2923890
【文章来源】：材料工程. 2020年06期 北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
室温下FeCrMnNiCox(x=0,0.5,1.0)合金的XRD谱图
图2,3分别为700 ℃和900 ℃热处理后FeCrMnNiCox(x=0,0.5,1.0)的SEM形貌。从图2(a)中可以发现,700 ℃热处理后,FeCrMnNi析出的第二相存在大量的树枝晶结构,这种枝晶结构导致材料的微观结构不够致密,导致其抗拉强度很高,塑性却很差。这种结构并不是偶然出现,而是遍布于材料内部,呈弥散、均匀地分布,造成这种情况可能存在两种原因:一是合金中某些元素在形成固溶体时,由于晶格常数突变,导致晶格塌陷;二是在热处理时,处理时间或者温度不够,导致材料内部不同相之间残存应力不能及时消除,这种残余应力就会造成不同相彼此之间的相互作用,导致枝晶的产生,进而造成组织不致密现象的出现。由图3(a)所示,不含Co时,FeCrMnNi合金中以Cr7Ni3,Fe0.64Ni0.36和Cr0.19Fe0.7Ni0.11相为主,弥散分布于合金内,且夹杂的第二相形貌不再是羽毛状的树枝晶,而是稍致密的粒状和块状混合的第二相,说明900 ℃热处理对残存应力的消除效果明显。图2(b)是700 ℃热处理后FeCrMnNiCo0.5合金的SEM形貌,它的组织类似轧制后的,呈现为朝向一致的纤维状组织,这种朝向一致的纤维状组织,使得合金表面存在着大量的微裂纹,其原因是因为在同一热处理温度下,Co的添加抑制了第二相的析出,合金的残余内应力不能以第二相析出的方式完全释放,再加上多元合金原子尺寸有差异,在形成固溶体时协同困难,此时原子扩散加剧,产生位错滑移从而产生类似滑移带的纤维状组织。图3(b)中纤维状滑移带和蜂窝状组织共存的原因,是因为较高的热处理破坏了滑移带的生成,残余应力在较高的热处理温度下随第二相的长大释放。从图2(c)和图3(c)中可以看出,合金的表面组织都呈现凹凸不平的蜂窝状,这说明同一热处理温度下,Co的过量添加会导致合金组织的不致密性,较高的热处理温度会促进合金组织的长大,导致合金存在大量缺陷和空位。图3 900 ℃热处理后FeCrMnNiCox(x=0,0.5,1.0)的SEM形貌
图2 700 ℃热处理后FeCrMnNiCox(x=0,0.5,1.0)的SEM形貌比较图2,3中不同温度下的热处理组织可以发现,Co含量为0.5时,经过700 ℃热处理后的合金组织最好,此时的合金组织由纤维带状构成,这种组织会在材料发生塑性变形时产生较多的滑移带,促进位错的运动,进而对材料的塑形和韧性有极大的提高。
【参考文献】：
期刊论文
[1]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)
[2]热处理对FeCrVTiMo高熵合金微观组织及力学性能的影响[J]. 张博文,唐清秋,钟志宏. 热加工工艺. 2018(14)
[3]激光熔覆沉积成形NbMoTaTi难熔高熵合金的组织与强度研究[J]. 李青宇,李涤尘,张航,张安峰,梁景怡,王兴理想,闫浩祺. 航空制造技术. 2018(10)
[4]AlxCrCuFeNi2多主元高熵合金的摩擦磨损性能[J]. 刘用,马胜国,刘英杰,张腾,杨慧君. 材料工程. 2018(02)
[5]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)
[6]热处理对冷轧变形Al0.3CoCrFeNi高熵合金组织与力学性能的影响[J]. 孙永哲,田笑,魏亚风,庄艳歆. 材料热处理学报. 2017(09)
[7]冷轧对Al10Cu25Co20Fe20Ni25高熵合金组织结构及力学性能的影响[J]. 王重,林万明,马胜国,杨慧君,梁红玉,乔珺威. 材料工程. 2015(08)
[8]热处理对Al0.5CoCrFeNiB0.2高熵合金组织结构及力学性能的影响[J]. 唐群华,蔡建宾,吴桂芬,戴品强. 铸造. 2011(01)
[9]高熵合金研究的新进展[J]. 高家诚,李锐. 功能材料. 2008(07)
本文编号：2923890
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jinshugongy/2923890.html
教材专著
