冷轧退火对FeMnCoCrAl高熵合金组织和力学性能的影响

发布时间：2021-02-22 04:43

　　使用真空电弧炉熔炼出(Fe₅₀Mn₃₀Co₁₀Cr₁₀)₉₄Al₆合金,利用冷轧及在不同温度对合金进行退火,以期望得到由多尺度再结晶晶粒构成的层状结构;并对不同退火温度的样品进行拉伸性能测试。利用扫描电镜和EBSD对合金组织形貌进行表征,采用X射线衍射方法研究其相组成。结果表明:合金在铸态和冷轧后相组成未发生变化,700℃退火得到较好的多尺度再结晶晶粒的层状结构,其屈服强度为487 MPa,抗拉强度为708 MPa,断后伸长率为39%,表现出良好的综合力学性能。 

【文章来源】：金属热处理. 2020,45(11)北大核心

【文章页数】：10 页

【部分图文】：

Al6高熵合金铸态和冷轧态XRD图谱

图3为合金在700℃退火轧制厚度方向的EBSD分析，由图3(a)所示，在一些剪切带位置形成了细小的再结晶晶粒，那些在650℃就发生再结晶的位置晶粒较大，这些位置与其他区域共同形成多尺度晶粒层状结构;图3(b)中也可见明显的层状结构和大小各异的退火孪晶;由图3 (c)可知，这些孪晶晶界占比为27.4%。值得注意的是，形变孪晶晶界和退火孪晶晶界的晶界角度是相同的，均为60°;形变孪晶的形成是由于Shockley不全位错的叠加造成的[28]，而退火孪晶由重叠堆垛层错形核并沿着大角度晶界移动形成的，形变孪晶会在回复阶段就会消失[29]，因此本试验退火后合金组织中观察到的孪晶均为退火孪晶。与650℃相比(见图2(d)),700℃时合金退火组织的KAM=5的红色区域较少，说明700℃时再结晶较为充分。图3 Al6高熵合金冷轧板700℃退火后厚度方向的EBSD分析

图2 Al6高熵合金冷轧板650℃退火后厚度方向的EBSD分析图4为合金800℃退火轧制厚度方向的EBSD分析，由图4(a)所示，微观组织由大量的完全再结晶晶粒构成，仅在局部区域有少量未完全再结晶晶粒。这同样是因为内应力分布不均匀，导致晶粒长大速度不同造成的。由图4(b)所示，几乎每个晶粒内部都存在着退火孪晶，退火孪晶是在晶粒长大时，由于晶界的移动使{111}面上产生层错而形成的[30]。孪晶的形成与晶体中层错能大小有关，层错能越低越易于形成孪晶，说明Al6高熵合金具有较低的层错能。由图4(c)所示，与700℃的组织相比，多尺度层片结构已消失，组织完全由等轴晶组成，再结晶已完成。图4(d)的KAM图中晶界处呈现出黄色，说明仍有应力存在，这些应力为再结晶晶粒的继续长大提供动力。

【参考文献】：
期刊论文
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[3]淬火温度对Al0.5CoCrFeNiSi0.2高熵合金组织结构的影响[J]. 吴桂芬,唐群华,柯跃前,戴品强,吴波.  材料科学与工程学报. 2012(03)



本文编号：3045467