凝固冷速及轧制对FeCoNi（CuAl） 0.8 软磁高熵合金微观结构和性能的影响
发布时间：2025-01-15 17:30
高熵合金（High Entropy Alloys,HEAs）作为一种新兴的合金材料,因其独特的微观结构和设计理念使其拥有异于传统合金的成相规则以及优异性能,如高强度、高硬度、良好的电磁性能以及热稳定性等。这些优异性能使得HEAs有望在航空航天和电磁通讯等领域得到广泛应用。目前,对HEAs的研究主要集中于元素添加、制备工艺和热处理等方面,然而HEAs复杂的成形机理导致其微观结构与性能之间的联系尚不清晰。因此,对HEAs微观结构与力学性能和磁性能的关系进行研究具有重要价值。本论文主要研究了凝固冷却速率及轧制处理对FeCoNi（CuAl）0.8.8 HEAs微观结构和磁性能的影响,采用铸造模拟软件与实验相结合的方式对试样制备工艺进行优化,研究了热处理对不同变形量试样的显微结构和性能的影响,并得出以下具体结论:1.不同冷却速率对FeCoNi（CuAl）0.8 HEAs相结构的影响较小,随着冷却速率的提高,枝晶形貌产生了从柱状晶到细小等轴晶再到柱状晶的连续变化,并且晶粒不断细化;在TEM图像中观察到,冷却速率的提升增加了试样的原子堆垛密度,其中4 mm试...
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 高熵合金概述
1.1.1 高熵合金的定义
1.1.2 高熵合金的特性
1.1.2.1 热力学上的高熵效应
1.1.2.2 动力学上的迟滞扩散效应
1.1.2.3 结构上的晶格畸变效应
1.1.2.4 性能上的“鸡尾酒”效应
1.1.2.5 组织上的高稳定性
1.2 高熵合金的微观组织与性能特征
1.2.1 简单的晶体结构
1.2.2 高熵合金的性能
1.2.2.1 高强度与良好的塑性
1.2.2.2 耐磨损、耐腐蚀性能
1.2.2.3 磁学性能
1.3 冷却速率对高熵合金微观结构及性能的影响
1.4 热处理对高熵合金微观组织和性能的影响
1.5 轧制对高熵合金组织和性能的影响
1.6 基于ProCAST模拟软件的铸造工艺模拟
1.7 本课题研究意义及内容
第2章 合金的制备及检测方法
2.1 实验路线
2.2 高熵合金的熔炼及试样制备
2.2.1 合金锭的熔炼
2.2.2 高熵合金试样的制备及工艺优化
2.2.3 高熵合金的冷轧处理
2.2.4 高熵合金的退火处理
2.3 微观组织分析
2.3.1 X射线衍射(XRD)
2.3.2 扫描电镜(SEM)及能谱仪(EDS)
2.3.3 透射电子显微镜(TEM)
2.4 磁学及力学性能测试
2.4.1 磁学性能测试
2.4.2 显微硬度测试
2.5 ProCAST铸造模拟软件介绍
第3章 基于ProCAST软件的FeCoNi(CuAl)0.8高熵合金铸造工艺模拟
3.1 铸造模具建模
3.1.1 建立三维模型
3.1.2 网格划分
3.2 建立数学模型
3.2.1 动量守恒定律
3.2.2 热传递问题的基本方程
3.3 仿真工艺参数设置
3.3.1 边界条件
3.3.2 初始条件
3.4 铸造模拟结果
3.5 模拟参数的最终确定
3.6 本章小结
第4章 冷却速率对FeCoNi(CuAl)0.8高熵合金微观结构及磁性能的影响
4.1 冷却速率对高熵合金相结构的影响
4.2 冷却速率对高熵合金微观结构的影响
4.2.1 冷却速率对合金显微组织的影响
4.2.2 冷却速率对合金元素分布的影响
4.3 冷却速率对高熵合金磁学性能的影响
4.4 本章小结
第5章 轧制和热处理对FeCoNi(CuAl)0.8高熵合金微观结构及性能的影响
5.1 冷轧对高熵合金相结构的影响
5.2 冷轧对高熵合金微观组织的影响
5.3 冷轧对高熵合金显微硬度的影响
5.4 冷轧对高熵合金磁学性能的影响
5.5 退火对高熵合金相结构的影响
5.6 退火对高熵合金微观组织的影响
5.7 退火对高熵合金显微硬度的影响
5.8 退火对高熵合金磁学性能的影响
5.9 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文目录
本文编号：4027627
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 高熵合金概述
1.1.1 高熵合金的定义
1.1.2 高熵合金的特性
1.1.2.1 热力学上的高熵效应
1.1.2.2 动力学上的迟滞扩散效应
1.1.2.3 结构上的晶格畸变效应
1.1.2.4 性能上的“鸡尾酒”效应
1.1.2.5 组织上的高稳定性
1.2 高熵合金的微观组织与性能特征
1.2.1 简单的晶体结构
1.2.2 高熵合金的性能
1.2.2.1 高强度与良好的塑性
1.2.2.2 耐磨损、耐腐蚀性能
1.2.2.3 磁学性能
1.3 冷却速率对高熵合金微观结构及性能的影响
1.4 热处理对高熵合金微观组织和性能的影响
1.5 轧制对高熵合金组织和性能的影响
1.6 基于ProCAST模拟软件的铸造工艺模拟
1.7 本课题研究意义及内容
第2章 合金的制备及检测方法
2.1 实验路线
2.2 高熵合金的熔炼及试样制备
2.2.1 合金锭的熔炼
2.2.2 高熵合金试样的制备及工艺优化
2.2.3 高熵合金的冷轧处理
2.2.4 高熵合金的退火处理
2.3 微观组织分析
2.3.1 X射线衍射(XRD)
2.3.2 扫描电镜(SEM)及能谱仪(EDS)
2.3.3 透射电子显微镜(TEM)
2.4 磁学及力学性能测试
2.4.1 磁学性能测试
2.4.2 显微硬度测试
2.5 ProCAST铸造模拟软件介绍
第3章 基于ProCAST软件的FeCoNi(CuAl)0.8高熵合金铸造工艺模拟
3.1 铸造模具建模
3.1.1 建立三维模型
3.1.2 网格划分
3.2 建立数学模型
3.2.1 动量守恒定律
3.2.2 热传递问题的基本方程
3.3 仿真工艺参数设置
3.3.1 边界条件
3.3.2 初始条件
3.4 铸造模拟结果
3.5 模拟参数的最终确定
3.6 本章小结
第4章 冷却速率对FeCoNi(CuAl)0.8高熵合金微观结构及磁性能的影响
4.1 冷却速率对高熵合金相结构的影响
4.2 冷却速率对高熵合金微观结构的影响
4.2.1 冷却速率对合金显微组织的影响
4.2.2 冷却速率对合金元素分布的影响
4.3 冷却速率对高熵合金磁学性能的影响
4.4 本章小结
第5章 轧制和热处理对FeCoNi(CuAl)0.8高熵合金微观结构及性能的影响
5.1 冷轧对高熵合金相结构的影响
5.2 冷轧对高熵合金微观组织的影响
5.3 冷轧对高熵合金显微硬度的影响
5.4 冷轧对高熵合金磁学性能的影响
5.5 退火对高熵合金相结构的影响
5.6 退火对高熵合金微观组织的影响
5.7 退火对高熵合金显微硬度的影响
5.8 退火对高熵合金磁学性能的影响
5.9 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文目录
本文编号：4027627
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