Al 0.8 CrFe 2 Ni x 高熵合金的组织与力学性能

发布时间：2021-08-05 02:53

　　采用真空电弧熔炼法制备了Al_0.8CrFe₂Ni_x高熵合金（x为Ni与Cr的摩尔比）,采用金相观察、X射线衍射、显微硬度检测和压缩试验等手段研究了Ni含量对其组织及力学性能的影响。结果表明,当x=0.50时,合金为B₂+BCC晶体结构,组织为树枝晶+胞状晶;当x=1.25时,合金晶体结构转变为单一的BCC结构,而组织变为单一的树枝晶;当x=2.00时,合金转变为FCC+BCC的混合结构,其组织转变为细小密集的片层状共晶组织;随着Ni含量继续增加,当x=2.75时,合金保持着FCC+BCC结构,而FCC相比例明显增加,并形成了完整连贯的树枝晶组织;Al_0.8CrFe₂Ni_x高熵合金的硬度随x的增加而降低,同时屈服强度减小、韧性增加。 

【文章来源】：特种铸造及有色合金. 2020,40(08)北大核心

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

不同Ni含量下Al0.8CrFe2Nix高熵合金的金相组织

图2为不同Ni含量的Al0.8CrFe2Nix高熵合金X射线衍射图谱。可以看出,随着Ni含量增加,合金的晶体结构发生了明显的改变。当x=0.50时,Al0.8CrFe2Ni0.5高熵合金为B2+BCC结构。随Ni含量增加(x=1.25),合金转变为单一的BCC晶体结构。Ni含量进一步增加,合金转变为FCC+BCC的混合结构,且FCC相占的体积分数大于BCC相,正是这两种相形成了图1g中的共晶组织。当Ni含量继续增加(x=2.75),合金中的FCC相衍射峰强度继续增加,而BCC相衍射强度降低,且合金的主强峰发生变化,说明此时合金在(200)晶面择优生长。同时,由局部放大图注意到当x=1.25时,(110)晶面的衍射峰相比x=0.50时向左偏移了0.3°,这是由于大量的Ni原子融入BCC晶格使其发生了膨胀所致。2.3 Al0.8CrFe2Nix高熵合金的力学性能

图3为不同Ni含量的Al0.8CrFe2Nix高熵合金的硬度。当x为0.50和1.25时,合金的硬度(HV)没有明显变化,分别为574.4和573.1,当x=2.00时,合金硬度(HV)下降至452.0。当x=2.75时,合金硬度(HV)为277.1,相较于x=0.50时下降了一半以上。硬度的剧烈变化主要与合金的晶体结构转变有关,随着Ni含量增加,晶体结构经历了由BCC到FCC+BCC的转变,FCC相的逐渐增加使得合金硬度下降明显。图4为Al0.8CrFe2Nix高熵合金的室温压缩应力-应变曲线。可以看出,当x=0.50和1.25时,合金的屈服强度分别为1 523 MPa和1 450 MPa,断裂应变分别为15%和22%,且均呈现出韧性断裂特征。当x=2.00时,合金的屈服强度下降至1 124 MPa,而应变继续上升至30%,其屈服强度与AlCoCrFeNi2.1高熵合金相比上升了607 MPa[19],具有优良的综合性能。随着Ni含量继续增加,当x=2.75,屈服强度继续下降至400 MPa,合金压缩过程中并未发生断裂,发生屈服后,合金被敦粗,导致应力应变曲线在后期急剧上升。

【参考文献】：
期刊论文
[1]Ni含量对AlCrCuNixTi高熵合金微观组织和硬度的影响[J]. 陈冲,李红菊.  特种铸造及有色合金. 2019(06)
[2]CoCrFeMnNiCux高熵合金的微观组织及力学性能[J]. 赵丹,罗永春.  特种铸造及有色合金. 2017(11)



本文编号：3322914