粉末冶金法制备FeCoNiCrMn高熵合金及其强化研究
发布时间：2023-11-27 20:11
相较传统合金材料而言,高熵合金由于其高强、高硬等一系列优点,近年来引起了人们的广泛关注。其中,经典的FeCoNiCrMn高熵合金是该领域中一个重要的研究方向,但其力学性能还可进一步提高。本文采用粉末冶金法制备FeCoNiCrMn高熵合金,并通过碳纳米管(CNTs)的添加制备CNTs/FeCoNiCrMn复合材料,研究其制备工艺,探讨其强化机理。研究内容如下:本文采用粉末冶金法制备等原子比FeCoNiCrMn高熵合金,研究了在不同的球磨工艺条件下的合金化效果以及高熵合金的组织结构与力学性能的演变规律。在兼顾粉末合金化效率和粉体出粉效率的情况下,以正庚烷作为过程控制剂,采用300 r/min和400 r/min的球磨转速,分别球磨90 h和40 h可以成功制备出面心立方结构(FCC)的单相固溶体FeCoNiCrMn高熵合金粉体。通过1000℃和15 min的放电等离子烧结(SPS),可以获得高致密的块体FeCoNiCrMn高熵合金。两种球磨速度制备的FeCoNiCrMn高熵合金具有相似的组织和力学性能,但400 r/min的球磨转速可以更高效的制备出高熵合金粉体,故以正庚烷作为过程控制剂时...
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 高熵合金的概述
1.2.1 高熵合金的概念
1.2.2 高熵合金的发展
1.3 高熵合金的特点
1.3.1 高熵效应
1.3.2 大晶格畸变
1.3.3 迟滞扩散
1.3.4 鸡尾酒效应
1.4 高熵合金的制备
1.4.1 熔炼法
1.4.2 粉末冶金法
1.5 高熵合金的强韧化研究
1.5.1 细晶强化
1.5.2 固溶强化
1.5.3 其他强韧化方法
1.6 碳纳米管及其复合材料
1.7 研究意义与研究内容
第二章 实验材料和研究方法
2.1 实验材料与设备
2.1.1 实验材料
2.1.2 实验设备
2.2 FeCoNiCrMn高熵合金及其复合材料的制备
2.2.1 粉末冶金法制备FeCoNiCrMn高熵合金
2.2.2 CNTs/FeCoNiCrMn高熵合金复合材料的制备
2.3 FeCoNiCrMn高熵合金及其复合材料的表征与检测
2.3.1 组织与结构的表征
2.3.2 力学性能的检测
第三章 粉末冶金法制备FeCoNiCrMn高熵合金的工艺研究
3.1 球磨过程控制剂对Fe CoNiCrMn粉末合金化效果的影响
3.1.1 硬脂酸含量对粉末合金化效果的影响
3.1.2 过程控制剂种类对粉末合金化效果的影响
3.2 球磨时间对Fe CoNiCrMn粉末合金化效果的影响
3.2.1 球磨时间对以硬脂酸为过程控制剂的粉末合金化效果的影响
3.2.2 球磨时间对不添加过程控制剂的粉末合金化效果的影响
3.2.3 球磨时间对以正庚烷为过程控制剂的粉末合金化效果的影响
3.3 球磨转速对Fe CoNiCrMn粉末合金化效果的影响
3.3.1 球磨转速对以硬脂酸为过程控制剂的粉末合金化效果的影响
3.3.2 球磨转速对以正庚烷为过程控制剂的粉末合金化效果的影响
3.4 Fe CoNiCrMn高熵合金块体的组织结构与力学性能
3.4.1 Fe CoNiCrMn高熵合金块体材料的制备
3.4.2 Fe CoNiCrMn高熵合金块体压缩力学性能
3.4.3 Fe CoNiCrMn高熵合金块体的压缩断口形貌
3.4.4 Fe CoNiCrMn高熵合金块体的组织结构
3.5 本章小结
第四章 CNTs含量对CNTs/FeCoNiCrMn复合材料的组织结构与力学性能的影响
4.1 CNTs/FeCoNiCrMn复合材料制备
4.2 CNTs含量对CNTs/FeCoNiCrMn复合粉体的影响
4.2.1 CNTs含量对复合粉体微观形貌的影响
4.2.2 CNTs含量对复合粉体物相的影响
4.2.3 CNTs含量对复合粉体中其结构完整性的影响
4.3 CNTs含量对CNTs/FeCoNiCrMn复合材料的影响
4.3.1 CNTs含量对复合材料显微组织的影响
4.3.2 CNTs含量对复合材料物相的影响
4.3.3 CNTs含量对复合材料致密度的影响
4.3.4 CNTs含量对复合材料压缩力学性能的影响
4.3.5 CNTs含量对复合材料压缩断口的影响
4.4 CNTs增强CNTs/FeCoNiCrMn复合材料的强化机理
4.5 本章小结
第五章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
致谢
参考文献
附录
本文编号：3868496
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 高熵合金的概述
1.2.1 高熵合金的概念
1.2.2 高熵合金的发展
1.3 高熵合金的特点
1.3.1 高熵效应
1.3.2 大晶格畸变
1.3.3 迟滞扩散
1.3.4 鸡尾酒效应
1.4 高熵合金的制备
1.4.1 熔炼法
1.4.2 粉末冶金法
1.5 高熵合金的强韧化研究
1.5.1 细晶强化
1.5.2 固溶强化
1.5.3 其他强韧化方法
1.6 碳纳米管及其复合材料
1.7 研究意义与研究内容
第二章 实验材料和研究方法
2.1 实验材料与设备
2.1.1 实验材料
2.1.2 实验设备
2.2 FeCoNiCrMn高熵合金及其复合材料的制备
2.2.1 粉末冶金法制备FeCoNiCrMn高熵合金
2.2.2 CNTs/FeCoNiCrMn高熵合金复合材料的制备
2.3 FeCoNiCrMn高熵合金及其复合材料的表征与检测
2.3.1 组织与结构的表征
2.3.2 力学性能的检测
第三章 粉末冶金法制备FeCoNiCrMn高熵合金的工艺研究
3.1 球磨过程控制剂对Fe CoNiCrMn粉末合金化效果的影响
3.1.1 硬脂酸含量对粉末合金化效果的影响
3.1.2 过程控制剂种类对粉末合金化效果的影响
3.2 球磨时间对Fe CoNiCrMn粉末合金化效果的影响
3.2.1 球磨时间对以硬脂酸为过程控制剂的粉末合金化效果的影响
3.2.2 球磨时间对不添加过程控制剂的粉末合金化效果的影响
3.2.3 球磨时间对以正庚烷为过程控制剂的粉末合金化效果的影响
3.3 球磨转速对Fe CoNiCrMn粉末合金化效果的影响
3.3.1 球磨转速对以硬脂酸为过程控制剂的粉末合金化效果的影响
3.3.2 球磨转速对以正庚烷为过程控制剂的粉末合金化效果的影响
3.4 Fe CoNiCrMn高熵合金块体的组织结构与力学性能
3.4.1 Fe CoNiCrMn高熵合金块体材料的制备
3.4.2 Fe CoNiCrMn高熵合金块体压缩力学性能
3.4.3 Fe CoNiCrMn高熵合金块体的压缩断口形貌
3.4.4 Fe CoNiCrMn高熵合金块体的组织结构
3.5 本章小结
第四章 CNTs含量对CNTs/FeCoNiCrMn复合材料的组织结构与力学性能的影响
4.1 CNTs/FeCoNiCrMn复合材料制备
4.2 CNTs含量对CNTs/FeCoNiCrMn复合粉体的影响
4.2.1 CNTs含量对复合粉体微观形貌的影响
4.2.2 CNTs含量对复合粉体物相的影响
4.2.3 CNTs含量对复合粉体中其结构完整性的影响
4.3 CNTs含量对CNTs/FeCoNiCrMn复合材料的影响
4.3.1 CNTs含量对复合材料显微组织的影响
4.3.2 CNTs含量对复合材料物相的影响
4.3.3 CNTs含量对复合材料致密度的影响
4.3.4 CNTs含量对复合材料压缩力学性能的影响
4.3.5 CNTs含量对复合材料压缩断口的影响
4.4 CNTs增强CNTs/FeCoNiCrMn复合材料的强化机理
4.5 本章小结
第五章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
致谢
参考文献
附录
本文编号：3868496
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