高熵合金渗碳、铝组织及性能研究

发布时间：2017-09-03 06:30

  本文关键词：高熵合金渗碳、铝组织及性能研究

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【摘要】：高熵合金做为一种新兴材料,拥有诸多独特的性能,已引起人们很多的关注。目前此领域的研究多集中在合金的成分与组织性能方面,而合金的表面处理则较少涉及。本文通过化学热处理的方法,对Al Co Cr Ni Fe合金进行固体渗铝处理,对Cu Co Cr Ni Fe合金进行渗碳和渗铝处理+,研究处理后合金的组织和性能。主要结论如下1.由于碳原子的渗入,渗碳后Cu Co Cr Ni Fe合金基体内析出了较多的碳化物。在渗碳过程中,C原子沿着晶内和晶界向合金内扩散,后者的扩散速度更快;在晶内扩散的碳原子形成了尺寸较小的碳化物,在晶界内扩散的C原子部分在枝晶间生成了碳化物,另一部分会扩散到枝晶内生成有明显取向的针状碳化物。析出的碳化物发挥了弥散强化作用,提高了合金的硬度和耐磨性,但降低了抗氧化性。2.Al Co Cr Ni Fe合金经850℃渗铝后,形成了单一的匀相渗层,950℃下的渗层分为两层,内层的组织与前者相同,外层则是一种富铝相。850℃与950℃的渗层(内层)都是Al原子的内扩散形成,且生长受扩散过程控制,950℃的外层则是内层的合金元素向外扩散形成的。渗层具有很高的硬度,而韧性不足,仅在小载荷下可以提高合金的耐磨性。但因含较多的Al元素,提高了合金的抗氧化性。3.Cu Co Cr Ni Fe合金经850℃和950℃固体渗铝后,于合金表面形成了两种渗层。850℃下渗层为单层结构,是Al元素发生内扩散形成的。950℃下渗层分为内层和外层,它是Al原子的内扩散与合金元素的外扩散共同作用形成。两个温度下形成的渗层硬度较高,但韧性很低,不能改善耐磨性,但可以提高抗氧化性。
【关键词】：高熵合金 渗碳 渗铝 扩散 性能
【学位授予单位】：沈阳理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG156.8;TG132.3
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-23
• 1.1 高熵合金的定义11
• 1.2 高熵合金的特点11-16
• 1.2.1 四种主要特性11-14
• 1.2.2 高熵合金的组织特点14-15
• 1.2.3.高熵合金的性能特点15-16
• 1.3 高熵合金的研究现状16-20
• 1.3.1 合金成分与组织性能16-17
• 1.3.2 高熵合金的制备17-19
• 1.3.3 高熵合金的形成机理19-20
• 1.4 化学热处理20-22
• 1.4.1 固体渗碳20-21
• 1.4.2 固态渗铝21-22
• 1.5 本文的研究内容和目的22-23
• 第2章 实验过程及方法23-27
• 2.1 实验过程23-25
• 2.1.1 合金的制备23-24
• 2.1.2 化学热处理24-25
• 2.2 分析测试25-27
• 第3章 固体渗碳对CuCoFeCrNi合金组织和性能的影响27-40
• 3.1 渗碳处理后合金的组织和成分分析27-33
• 3.1.1 合金的退火组织27-29
• 3.1.2 渗碳后合金的EPMA线扫描29
• 3.1.3 渗碳后合金的成分与组织29-31
• 3.1.4 讨论31-33
• 3.2 渗碳处理对合金性能的影响33-38
• 3.2.1 显微硬度33-35
• 3.2.2 摩擦磨损35-36
• 3.2.3 高温氧化36-38
• 3.3 小结38-40
• 第4章 固体渗铝对AlCoFeCrNi合金组织和性能的影响40-55
• 4.1 固体渗铝后AlCoFeCrNi合金的组织和相组成40-47
• 4.1.1 850℃渗铝后AlCoFeCrNi合金的组织和相组成40-43
• 4.1.2 950℃渗铝后AlCoFeCrNi合金的组织和相组成43-47
• 4.2 渗层的形成机制47-48
• 4.3 渗铝后合金的性能48-53
• 4.3.1 显微硬度48-49
• 4.3.2 摩擦磨损49-50
• 4.3.3 高温氧化50-53
• 4.4 小结53-55
• 第5章 固体渗铝对CuCoFeCrNi合金组织和性能的影响55-68
• 5.1 固体渗铝后CuCoFeCrNi合金的组织和相组成55-63
• 5.1.1 850℃渗铝后CuCoFeCrNi合金的组织及相组成55-59
• 5.1.2 950℃渗铝后CuCoFeCrNi合金的显微组织和相组成59-63
• 5.2 渗层的形成机制：63-65
• 5.3 渗铝后合金的性能65-66
• 5.3.1 显微硬度65
• 5.3.2 摩擦磨损65-66
• 5.3.3 高温氧化66
• 5.4 小结66-68
• 结论68-69
• 参考文献69-75
• 攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果75-76
• 致谢76-77

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 梁秀兵;魏敏;程江波;张伟;徐滨士;;高熵合金新材料的研究进展[J];材料工程;2009年12期

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3 曾周亮;宁康琪;彭北山;;高强铝合金第二相强化及其机理[J];冶金丛刊;2008年04期

4 肖逸锋;贺跃辉;丰平;谢宏;马自省;张丽娟;黄自谦;黄伯云;;渗碳工艺对WC-Co梯度硬质合金的梯度结构和硬度的影响[J];中国有色金属学报;2008年03期

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 李忠丽;多主元高熵合金的组织结构与性能研究[D];山东科技大学;2010年

2 杜艳艳;多主元合金的微结构及性能研究[D];大连理工大学;2011年

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本文编号：783426