CrFeCoNiTi_x高熵合金制备及性能研究

发布时间：2017-12-23 13:44

本文关键词：CrFeCoNiTi_x高熵合金制备及性能研究　出处：《哈尔滨理工大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：高熵合金是由五种或五种以上金属元素,各种元素按等摩尔比或近似等摩尔比组成的具有简单固溶体结构的合金材料。金属元素种类的增加提高了多组元合金内部整体的混乱程度,同时提高了系统混合熵,称之为高熵效应。高熵效应会使合金在组织结构上形成具有简单晶格结构的固溶体相,同时伴有少部分化合物相。这种高熵合金在性能提高方面会兼具固溶强化、第二项弥散强化和细晶强化机理,以提高合金的综合性能。因此多数高熵合金会具有强度高、硬度高,耐磨、耐腐蚀性能好,抗氧化性能强,抗高温氧化等优良特性。以上性能使得高熵合金具有良好的发展潜力和广阔的应用前景。本文选用Co、Cr、Fe、Ni、Ti五种金属元素粉料按照实验方案配比混合,采用机械合金化球磨原始粉料,再利用真空熔炼法、真空热压烧结和放电等离子技术烧结制备CoCrFeNiTi高熵合金试样,运用金相显微镜(OM)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)及能谱分析(EDS)等手段进行了表征,又分别进行了维氏硬度、压缩性能、断口形貌及极化曲线的观察与检测。实验结果显示:真空熔炼法得到的试样,随着Ti元素含量的增加,合金结构由FCC结构逐渐向BCC结构转变,同时伴随着少量HCP结构的生成,当Ti元素含量为1.5时,合金中只有BCC一种结构存在。用机械合金化得到的混合粉末,当合金化的时间达到10h后,增加球磨时间对粉体颗粒大小的影响并不显著,与球磨10h的颗粒大小保持一致。放电等离子烧结制备的CrFeCoNiTix高熵合金试样的金相组织呈网状分布,随着Ti元素含量的增加,形成了简单面心立方和体心立方晶格结构,同时伴有金属间化合物析出,当Ti含量较高时析出少量的Laves相。真空热压烧结得到的材料以面心立方相为主,还有一些其他相存在。CrFeCoNiTix高熵合金的维氏硬度随着Ti元素含量的增加逐渐增加,当Ti含量达到1.0时维氏硬度值达到最大。压缩实验中,同样是Ti含量达到1.0时压缩强度最大,呈脆性断裂。相比硫酸溶液,CrFeCoNiTi高熵合金更容易被盐酸腐蚀,Ti含量较低时抗硫酸腐蚀性较强。
【学位授予单位】：哈尔滨理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TG139

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