CuCrFeNiMn基高熵合金的微观组织和耐腐蚀性能研究

发布时间：2017-05-11 19:00

  本文关键词：CuCrFeNiMn基高熵合金的微观组织和耐腐蚀性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文采用非自耗真空电弧熔炼炉制备了Cu0.3Cr2Fe2Ni3Mn2Nbx、CuxCr2Fe2Ni3Mn2Nb0.4Mo0.2、Cr2Fe2Ni3Mn2Nbx三种体系的高熵合金。采用XRD分析仪和扫描电子显微镜(SEM)对合金的结构和微观组织进行分析，通过测量合金的维氏硬度研究了三种材料的力学性能。通过全浸腐蚀实验和电化学实验研究了三种体系的合金在2wt.%，10wt.%，30wt.%硝酸溶液和3.5wt.%氯化钠溶液中耐腐蚀性能，并同1Cr18Ni9Ti不锈钢作比较。研究发现： Cu0.3Cr2Fe2Ni3Mn2Nbx（x=0，0.2，，0.4）高熵合金晶体结构类型主要为FCC结构而Cr2Fe2Ni3Mn2Nbx（x=0.5，1.0，1.5）合金主要为FCC和BCC混合结构，随着Nb含量的增加合金中FCC结构衍射峰强度降低，而合金的硬度显著提高。两种合金系晶间均形成不同形态的初生相。CuxCr2Fe2Ni3Mn2Nb0.4Mo0.2（x=0，0.1，0.2，0.3）高熵合金，当x=0.1，0.2时为单一的FCC结构，晶间形成短棒状初生相；当x=0，0.3时为FCC和BCC混合结构，晶间形成短棒状和针状两种初生相。合金的硬度随着Cu含量的增加先减小后增大，且合金硬度值差别不大。 Cu0.3Cr2Fe2Ni3Mn2Nbx和Cr2Fe2Ni3Mn2Nbx高熵合金在2wt.%，10wt.%，30wt.%硝酸溶液和3.5wt.%氯化钠溶液中耐腐蚀性研究表明，合金中添加适量的Nb可以提高合金的耐腐蚀性能，在三种浓度的硝酸溶液中A3合金具有和1Cr18Ni9Ti不锈钢基本相当的耐腐蚀性；在3.5wt.%氯化钠溶液中A3合金的自腐蚀电流密度小于1Cr18Ni9Ti不锈钢。但过高的Nb含量对合金的耐腐蚀性能不利。 CuxCr2Fe2Ni3Mn2Nb0.4Mo0.2高熵合金在2wt.%，10wt.%，30wt.%硝酸溶液和3.5wt.%氯化钠溶液中腐蚀速率随着Cu含量增加先降低后升高，10wt.%，30wt.%硝酸溶液中T2合金腐蚀速率和1Cr18Ni9Ti不锈钢相等，耐腐蚀性能较好；在3.5wt.%氯化钠溶液中T2合金的自腐蚀电流密度小于1Cr18Ni9Ti不锈钢。
【关键词】：CuCrFeNiMn 高熵合金 硬度 耐腐蚀性 全浸腐蚀 动电位测试
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TG139
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目录7-10
• 1 绪论10-24
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 耐硝酸腐蚀合金研究概况11-13
• 1.3 高熵合金的简介13-17
• 1.3.1 高熵合金的定义与特点13-14
• 1.3.2 高熵合金的微观组织14-16
• 1.3.3 高熵合金的力学性能16-17
• 1.3.4 高熵合金的应用17
• 1.4 高熵合金耐腐蚀性能研究现状17-22
• 1.5 本文研究内容及技术路线22-24
• 2 高熵合金的制备及性能测试24-29
• 2.1 高熵合金的制备24-26
• 2.1.1 合金成分设计24-25
• 2.1.2 合金的熔炼制备25-26
• 2.1.3 合金试样前期处理26
• 2.2 合金性能测试26-29
• 2.2.1 合金晶体结构分析26
• 2.2.2 合金微观组织和成分分析26-27
• 2.2.3 合金的硬度测试27
• 2.2.4 合金的耐腐蚀性测试27-29
• 3 Cu_(0.3)Cr_2Fe_2Ni_3Mn_2Nb_x高熵合金结构和微观组织，力学性能及耐腐蚀性能29-51
• 3.1 Cu_(0.3)Cr_2Fe_2Ni_3Mn_2Nb_x高熵合金结构和微观组织29-33
• 3.2 Cu_(0.3)Cr_2Fe_2Ni_3Mn_2Nb_x高熵合金的硬度33-35
• 3.3 Cu_(0.3)Cr_2Fe_2Ni_3Mn_2Nb_x高熵合金在 2%、10%、30%硝酸溶液中的耐腐蚀性能35-46
• 3.3.1 全浸腐蚀35-43
• 3.3.2 动电位极化测试43-46
• 3.4 Cu_(0.3)Cr_2Fe_2Ni_3Mn_2Nb_x高熵合金在 3.5%NaCl 溶液中的耐腐蚀性能46-49
• 3.4.1 全浸腐蚀46-48
• 3.4.2 动电位极化测试48-49
• 3.5 本章小结49-51
• 4 Cu_xCr_2Fe_2Ni_3Mn_2Nb_(0.4)Mo_(0.2)高熵合金结构和微观组织，力学性能及耐腐蚀性能51-73
• 4.1 Cu_xCr_2Fe_2Ni_3Mn_2Nb_(0.4)Mo_(0.2)高熵合金结构和微观组织51-57
• 4.2 Cu_xCr_2Fe_2Ni_3Mn_2Nb_(0.4)Mo_(0.2)高熵合金的硬度57-58
• 4.3 Cu_xCr_2Fe_2Ni_3Mn_2Nb_(0.4)Mo_(0.2)高熵合金在 2%、10%、30%硝酸溶液中的耐腐蚀性能58-69
• 4.3.1 全浸腐蚀58-65
• 4.3.2 动电位极化测试65-67
• 4.3.3 T2、T4 和 A3 三种合金在不同浓度硝酸溶液中耐腐蚀性能对比67-69
• 4.4 Cu_xCr_2Fe_2Ni_3Mn_2Nb_(0.4)Mo_(0.2)高熵合金在 3.5%NaCl 溶液中的耐腐蚀性能69-71
• 4.4.1 全浸腐蚀69-70
• 4.4.2 动电位极化测试70-71
• 4.5 本章小结71-73
• 5 Cr_2Fe_2Ni_3Mn_2Nb_x高熵合金结构和微观组织，力学性能及耐腐蚀性能73-84
• 5.1 Cr_2Fe_2Ni_3Mn_2Nb_x高熵合金结构和微观组织73-76
• 5.2 Cr_2Fe_2Ni_3Mn_2Nb_x高熵合金的硬度76-77
• 5.3 Cr_2Fe_2Ni_3Mn_2Nb_x高熵合金在 2%、10%、30%硝酸溶液中的耐腐蚀性能77-81
• 5.3.1 动电位极化测试77-80
• 5.3.2 Cr_2Fe_2Ni_3Mn_2Nb_x和Cu_(0.3)Cr_2Fe_2Ni_3Mn_2Nb_x高熵合金在三种硝酸溶液中耐腐蚀性能对比分析80-81
• 5.4 Cr_2Fe_2Ni_3Mn_2Nb_x高熵合金 3.5%氯化钠溶液中的耐腐蚀性能81-82
• 5.4.1 动电位极化测试81-82
• 5.5 本章小结82-84
• 6 结论84-85
• 参考文献85-88
• 致谢88-89
• 个人简历、在学期间发表的学术论文及研究成果89

【参考文献】

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本文编号：357833