高熵合金的热处理综述
发布时间：2021-10-22 16:36
高熵合金由于其优异的性能逐渐成为了广大学者的研究热点,而热处理可以有效地消除铸态高熵合金内部的结构缺陷及残余应力从而有效地改善其性能。本文综述了国内外有关高熵合金热处理的研究现状,从析出物、相结构、显微组织等多个方面,讨论了热处理对高熵合金的力学性能、耐磨性能和耐腐蚀性能等方面的影响,提出了高熵合金在热处理过程中需要注意的问题,以期为高熵合金的研究提供参考。
【文章来源】：材料热处理学报. 2020,41(05)北大核心CSCD
【文章页数】：12 页
【部分图文】：
不同温度退火的高熵合金取向成像图[8]
张冲等[11]对FeCoCrNiB0.5高熵合金进行了不同温度时效处理,在800 ℃时效处理后,枝晶内析出M2B相脱溶物,随时效温度升高至1000 ℃,析出相逐渐粗化导致树枝晶组织消失。研究表明,多数高熵合金由于原子半径不同,引起严重的晶格畸变,使其处于亚稳态,随热处理温度升高,原子扩散系数增加,不断析出金属间化合物。黄元盛等[12]通过对退火处理后的Al3CoCrCu0.5FeMoNiTi高熵合金涂层的组织结构分析,发现经700 ℃退火后,合金由单一的BCC结构析出金属间化合物相,涂层为胞粒状,随退火温度升高BCC相分解成FCC相和金属间化合物,组织呈板块状。吴兴财等[13]研究了退火处理对AlCoCrFeNi高熵合金组织结构的影响,结果表明,经700 ℃退火后,在如图所示的X射线衍射图谱中(110)晶面处出现的小峰(如图2中B),即为合金在枝晶间析出的金属间化合物,退火温度越高该衍射峰相对强度越大,化合物析出越明显。刘亮等[14]研究了退火温度对CoCrFeNiMo高熵合金组织及硬度的影响,研究表明该树枝晶状高熵合金随热处理温度升高,晶体结构无明显变化,FCC相逐渐减少,而枝晶间的金属间化合物析出量逐渐增加。刘亮等[19]研究结果表明铸态合金的晶体结构以FCC为主,同时夹杂Cr9Mo21Ni20和CrFe4少量金属间化合物;铸态合金组织形貌为树枝晶,在枝晶间分布着类似于共晶组织的片层状结构, 随退火温度升高,合金中FCC相逐渐减少,共晶相逐渐增多,最终形成了类似于过共晶的组织形貌;合金的硬度随退火温度的升高先增大后减小,但铸态与退火态的合金的硬度相差不大,说明此合金具有较高的热稳定性以及较好的高温使用性能。
随着工业的发展,热处理工艺在高熵合金领域的应用越来越广泛,利用其对合金性能的调制作用,进而改善并提高高熵合金的综合性能,使其具有更广阔的应用前景。科研工作者们通过对高熵合金的热处理进行大量研究,结果表明,热处理对高熵合金的组织结构产生显著影响,引起其力学性能发生改变,主要体现在硬度以及压缩性能等方面的改变。刘贵仲等[21]对AlFeCuCoNiCrTix高熵合金进行了不同温度的退火处理,并分别测量处理前后的合金的硬度改变,结果表明,当退火温度在600 ℃附近时,合金硬度较铸态时略微提高。黄祖凤等[22]研究了高温退火对FeCoCrNiB高熵合金涂层硬度的影响,研究发现,该合金具有较好的耐高温软化的性能,经900 ℃或1000 ℃退火后,涂层硬度与熔覆态相比均略有降低,仅分别下降7%和9%。图4 铸态及热处理态CoCrFeMnNi-5%Mo高熵合金的SEM形貌[17]
【参考文献】：
期刊论文
[1]热处理对高压扭转FeNi2CoMo0.2V0.5高熵合金微观组织演变及力学性能的影响[J]. 伍冠中,聂金凤,赵永好. 热加工工艺. 2019(14)
[2]热处理对Fe40Cr30Ni20Al5Ti5高熵合金微观组织及性能的影响[J]. 张海波,李超. 热加工工艺. 2019(06)
[3]热处理对CoCrFeMnNi-5%Mo高熵合金组织及性能的影响[J]. 李田野,姚小飞,吕煜坤,周学阳,高巍. 西安工业大学学报. 2019(01)
[4]铸态和退火态Al0.5CoCrFeNiTi0.5高熵合金的组织与性能[J]. 蒋淑英,林志峰,许红明. 中国有色金属学报. 2019(02)
[5]退火温度对包套挤压FeCoCrNiMo0.1高熵合金组织与摩擦性能的影响[J]. 田彦文,任俊业,黄千里,李清湘,周少强,刘银,吴宏. 粉末冶金材料科学与工程. 2018(05)
[6]高熵合金的研究进展及发展趋势[J]. 周航,杨少锋,杨亚楠,严星,杨威,田华东. 热加工工艺. 2018(18)
[7]退火对CrCuFeMnTi高熵合金组织结构和力学性能的影响[J]. 农智升,张波,朱景川. 稀有金属材料与工程. 2018(09)
[8]退火温度对激光熔覆AlFeCrCoNiTi高熵合金涂层组织与性能的影响[J]. 初雅杰,李晓泉,李建,杨帆,杨少峰. 材料热处理学报. 2018(06)
[9]Influence of laser re-melting and vacuum heat treatment on plasma-sprayed FeCoCrNiAl alloy coatings[J]. Dan-yang Lin,Nan-nan Zhang,Bin He,Bing-qian Jin,Yue Zhang,De-yuan Li,Fu-yu Dong. Journal of Iron and Steel Research（International）. 2017(12)
[10]退火对激光熔覆MoFeCrTiWAlNb高熔点高熵合金涂层组织与性能的影响[J]. 尚晓娟,刘其斌,郭亚雄,徐鹏,周芳. 材料热处理学报. 2017(11)
硕士论文
[1]热处理和元素含量对高熵合金组织和性能的影响[D]. 薛虎东.东北大学 2011
本文编号：3451479
【文章来源】：材料热处理学报. 2020,41(05)北大核心CSCD
【文章页数】：12 页
【部分图文】：
不同温度退火的高熵合金取向成像图[8]
张冲等[11]对FeCoCrNiB0.5高熵合金进行了不同温度时效处理,在800 ℃时效处理后,枝晶内析出M2B相脱溶物,随时效温度升高至1000 ℃,析出相逐渐粗化导致树枝晶组织消失。研究表明,多数高熵合金由于原子半径不同,引起严重的晶格畸变,使其处于亚稳态,随热处理温度升高,原子扩散系数增加,不断析出金属间化合物。黄元盛等[12]通过对退火处理后的Al3CoCrCu0.5FeMoNiTi高熵合金涂层的组织结构分析,发现经700 ℃退火后,合金由单一的BCC结构析出金属间化合物相,涂层为胞粒状,随退火温度升高BCC相分解成FCC相和金属间化合物,组织呈板块状。吴兴财等[13]研究了退火处理对AlCoCrFeNi高熵合金组织结构的影响,结果表明,经700 ℃退火后,在如图所示的X射线衍射图谱中(110)晶面处出现的小峰(如图2中B),即为合金在枝晶间析出的金属间化合物,退火温度越高该衍射峰相对强度越大,化合物析出越明显。刘亮等[14]研究了退火温度对CoCrFeNiMo高熵合金组织及硬度的影响,研究表明该树枝晶状高熵合金随热处理温度升高,晶体结构无明显变化,FCC相逐渐减少,而枝晶间的金属间化合物析出量逐渐增加。刘亮等[19]研究结果表明铸态合金的晶体结构以FCC为主,同时夹杂Cr9Mo21Ni20和CrFe4少量金属间化合物;铸态合金组织形貌为树枝晶,在枝晶间分布着类似于共晶组织的片层状结构, 随退火温度升高,合金中FCC相逐渐减少,共晶相逐渐增多,最终形成了类似于过共晶的组织形貌;合金的硬度随退火温度的升高先增大后减小,但铸态与退火态的合金的硬度相差不大,说明此合金具有较高的热稳定性以及较好的高温使用性能。
随着工业的发展,热处理工艺在高熵合金领域的应用越来越广泛,利用其对合金性能的调制作用,进而改善并提高高熵合金的综合性能,使其具有更广阔的应用前景。科研工作者们通过对高熵合金的热处理进行大量研究,结果表明,热处理对高熵合金的组织结构产生显著影响,引起其力学性能发生改变,主要体现在硬度以及压缩性能等方面的改变。刘贵仲等[21]对AlFeCuCoNiCrTix高熵合金进行了不同温度的退火处理,并分别测量处理前后的合金的硬度改变,结果表明,当退火温度在600 ℃附近时,合金硬度较铸态时略微提高。黄祖凤等[22]研究了高温退火对FeCoCrNiB高熵合金涂层硬度的影响,研究发现,该合金具有较好的耐高温软化的性能,经900 ℃或1000 ℃退火后,涂层硬度与熔覆态相比均略有降低,仅分别下降7%和9%。图4 铸态及热处理态CoCrFeMnNi-5%Mo高熵合金的SEM形貌[17]
【参考文献】：
期刊论文
[1]热处理对高压扭转FeNi2CoMo0.2V0.5高熵合金微观组织演变及力学性能的影响[J]. 伍冠中,聂金凤,赵永好. 热加工工艺. 2019(14)
[2]热处理对Fe40Cr30Ni20Al5Ti5高熵合金微观组织及性能的影响[J]. 张海波,李超. 热加工工艺. 2019(06)
[3]热处理对CoCrFeMnNi-5%Mo高熵合金组织及性能的影响[J]. 李田野,姚小飞,吕煜坤,周学阳,高巍. 西安工业大学学报. 2019(01)
[4]铸态和退火态Al0.5CoCrFeNiTi0.5高熵合金的组织与性能[J]. 蒋淑英,林志峰,许红明. 中国有色金属学报. 2019(02)
[5]退火温度对包套挤压FeCoCrNiMo0.1高熵合金组织与摩擦性能的影响[J]. 田彦文,任俊业,黄千里,李清湘,周少强,刘银,吴宏. 粉末冶金材料科学与工程. 2018(05)
[6]高熵合金的研究进展及发展趋势[J]. 周航,杨少锋,杨亚楠,严星,杨威,田华东. 热加工工艺. 2018(18)
[7]退火对CrCuFeMnTi高熵合金组织结构和力学性能的影响[J]. 农智升,张波,朱景川. 稀有金属材料与工程. 2018(09)
[8]退火温度对激光熔覆AlFeCrCoNiTi高熵合金涂层组织与性能的影响[J]. 初雅杰,李晓泉,李建,杨帆,杨少峰. 材料热处理学报. 2018(06)
[9]Influence of laser re-melting and vacuum heat treatment on plasma-sprayed FeCoCrNiAl alloy coatings[J]. Dan-yang Lin,Nan-nan Zhang,Bin He,Bing-qian Jin,Yue Zhang,De-yuan Li,Fu-yu Dong. Journal of Iron and Steel Research（International）. 2017(12)
[10]退火对激光熔覆MoFeCrTiWAlNb高熔点高熵合金涂层组织与性能的影响[J]. 尚晓娟,刘其斌,郭亚雄,徐鹏,周芳. 材料热处理学报. 2017(11)
硕士论文
[1]热处理和元素含量对高熵合金组织和性能的影响[D]. 薛虎东.东北大学 2011
本文编号：3451479
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