间隙碳化物对CoCrFeNiV 0.5 C系高熵合金组织与性能的影响

发布时间：2021-06-05 11:40

　　人们将含有五种或五种以上元素按等原子比或非等原子比混合而成,每种组元元素含量在5～35 at.%之间的合金命名为高熵合金。本文首先以面心立方结构且在室温下强度较低,塑性好的CoCrFeNiV_0.5高熵合金为基体合金,通过与碳（C）元素进行合金化来改善其组织结构与性能;其次,系统地研究了在较低碳含量时不同加工工艺对CoCrFeNiV_0.5C_x系高熵合金的影响,以及热处理后不同种类的间隙碳化物在合金中的作用。研究结果表明,C元素的加入使CoCrFeNiV_0.5C_x系高熵合金的组织由原始的粗大的单相FCC结构的等轴晶转变为典型的枝晶结构。其中枝晶间为间隙碳化物析出相VC,枝晶区域仍保持FCC结构,而且间隙碳化物析出相和基体相呈现共格关系。随着碳化物析出相的体积分数逐渐增加,使得合金的强度和硬度逐步增加塑性逐步减小,在C0.15合金中得到较为平衡的性能,屈服强度、抗拉强度和断裂应变分别为603 MPa、785 MPa和21.8%。碳化物析出相和FCC相的纳米硬度分别为12 GPa和5 ... 

【文章来源】：燕山大学河北省

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

传统合金、等原子比高熵合金和非等原子比高熵合金在相图中的位置[18]

燕山大学工学硕士学位论文-4-组成元素中某一元素的原子半径与其它元素的原子半径的变化较大，一方面会增加固溶体结构中的晶格畸变程度，使得固溶体的内能增大，不利于固溶体结构的稳定性；另一方面会造成组元之间的缓慢扩散，导致元素的偏析，导致金属间化合物的生成。在各组元的的原子尺寸相近时，有利于各组元原子之间的相互取代，形成固溶体结构。为了描述高熵合金中各组元原子尺寸差，定义了参数δ(原子尺寸差)由一下公式表示：%100/121niiirrc(1-5)式中ci——为组元i的浓度(原子百分比，at.%)；ri——为组元i的原子半径；r——为各组元原子的平均半径，可以根据下式计算。niiircr1(1-6)Zhang等人利用统计和分析已发表的有关于高熵合金的科学论文得到了δ和混合熵的关系图，如图1-2所示[24]。从图中我们可以发现当δ＜6.6%，-15kJ/mol＜ΔHmix＜5kJ/mol时，高熵合金更容易形成固溶体结构。图1-2铸态高熵合金δ(原子尺寸差)和ΔHmix(混合焓)的关系图[24]

不同系列高熵合金的价电子浓度(VEC)[28]

【参考文献】：
期刊论文
[1]CoCrFeNiVx高熵合金的组织与力学性能[J]. 刘亮,齐锦刚,王冰,赵作福,商剑,张越.  特种铸造及有色合金. 2015(11)
[2]磁控溅射镀膜技术的发展[J]. 余东海,王成勇,成晓玲,宋月贤.  真空. 2009(02)
[3]共析钢经表面研磨处理后微观组织的演化[J]. 钟宁,徐山清,闵娜,温春生,金学军,戎咏华.  上海交通大学学报. 2006(10)
[4]材料能量学──材料能量的关系·计算和应用[J]. 肖纪美.  北京科技大学学报. 1999(02)
[5]我国锆合金的研究现状[J]. 李佩志.  稀有金属材料与工程. 1993(04)



本文编号：3212096