微量Ti元素对FeCoNi中熵合金性能调控及机理研究

发布时间：2024-06-29 04:58

　　高熵合金作为近年来金属材料领域的理论突破之一,具有重要理论研究意义和应用潜力,逐渐成为众多学者关注的焦点。高熵合金由多种合金元素以等摩尔比或近等摩尔比合金化制备而成,因而使其具有独特的成分、微观结构和物理化学性能。通常而言,单相fcc结构的中熵或高熵合金展现出色的延展性但强度相对较低,需要通过有效的强化方式协同提高合金的强度和塑性,使其力学性能满足实际应用的需求。因此,本文以单相fcc结构FeCoNi中熵合金为基体,通过不同含量的Ti元素添加及不同热处理后,系统地研究Ti元素对FeCoNi中熵合金微观结构、力学性能的调控及物理机制的影响:(1)、Ti元素含量对(FeCoNi)1-xTix合金微结构及力学性能影响:通过真空电弧熔炼和均匀化处理制备了等原子比FeCoNi基体合金,其延伸率高达49%,但屈服强度(YS)和极限拉伸强度(UTS)分别仅为103 MPa和320 MPa。经过热锻(锻压比约50%),YS和UTS也只提升到454 MPa和551 MPa,但延伸率却下降到26%。进一步向FeCoNi基体中添加不同含量Ti元素,采用机械加工和不同热处理条件向基体合金中引入不同的强化机制,...

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 高熵合金概念
    1.3 高熵合金特点
        1.3.1 高熵效应(High entropy effect)
        1.3.2 晶格畸变效应(Severe lattice distortion effect)
        1.3.3 迟滞扩散效应(Sluggish diffusion effect)
        1.3.4 “鸡尾酒”效应(Cocktail effect)
    1.4 高熵合金的制备
        1.4.1 熔炼和铸造法
        1.4.2 粉末冶金法
        1.4.3 高熵合金薄膜/涂层
    1.5 单相fcc高熵合金的特点
        1.5.1 单相fcc高熵合金组织与性能
        1.5.2 单相fcc高熵合金的强化方法
    1.6 本文主要研究内容
第2章 实验方法与表征手段
    2.1 原料准备
    2.2 合金制备
        2.2.1 真空电弧熔炼
        2.2.2 锻造
        2.2.3 热处理工艺
    2.3 样品微结构表征手段及原理
        2.3.1 X射线衍射
        2.3.2 光学显微镜
        2.3.3 扫描电子显微镜
        2.3.4 透射电子显微镜
    2.4 力学性能测试
    2.5 本章小结
第3章 FeCoNi基体合金的制备与力学性能
    3.1 引言
    3.2 FeCoNi合金的制备
    3.3 FeCoNi合金的微观结构
        3.3.1 FeCoNi合金的XRD分析
        3.3.2 FeCoNi合金的金相分析
    3.4 FeCoNi合金的室温力学性能分析
    3.5 本章小结
第4章 (FeCoNi)_(₉₇)Ti_₃合金的微观结构与力学性能研究
    4.1 引言
    4.2 (FeCoNi)_(₉₇)Ti_₃合金的制备
    4.3 均匀化处理和退火后(FeCoNi)_(₉₇)Ti_₃合金的微观结构与力学性能
        4.3.1 (FeCoNi)_(₉₇)Ti_₃合金均匀化处理后的微观结构与相组成
        4.3.2 均匀化处理的(FeCoNi)_(₉₇)Ti_₃合金退火后的室温力学性能
    4.4 锻造和热处理后(FeCoNi)_(₉₇)Ti_₃合金的微观结构与力学性能
        4.4.1 锻造和热处理后(FeCoNi)_(₉₇)Ti_₃合金的微观结构与相组成
        4.4.2 锻造和热处理后(FeCoNi)_(₉₇)Ti_₃合金的力学性能与拉伸断口
    4.5 本章小结
第5章 (FeCoNi)_(₉₄)Ti_₆合金的微观结构与力学性能研究
    5.1 引言
    5.2 (FeCoNi)_(₉₄)Ti_₆合金的制备
    5.3 锻造和热处理后(FeCoNi)_(₉₄)Ti_₆合金的微观结构与力学性能
        5.3.1 (FeCoNi)_(₉₄)Ti_₆合金的微观结构分析
        5.3.2 L1_₂相及晶格常数分析
        5.3.3 锻造和热处理对(FeCoNi)_(₉₄)Ti_₆合金的力学性能影响
    5.4 热处理对均匀化处理后(FeCoNi)_(₉₄)Ti_₆合金的力学性能影响
    5.5 合金的力学性能比较
    5.6 (FeCoNi)_(₉₄)Ti_₆合金的强化机制分析
    5.7 本章小结
第6章 全文总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果



本文编号：3997201