Ni-Co-Cr-Fe基高熵合金的应变强化研究
发布时间：2021-08-07 20:29
近年来,高熵合金因其极高的断裂韧性、优异的延展性和独特的低温变形机制等特点而广受关注,被认为是新一代结构材料的潜在候选者。然而,面心立方（FCC）高熵合金较低的屈服强度限制了其在工程结构中的广泛应用。因此,如何在FCC高熵合金中实现强度-塑性的平衡成为近年来材料领域的研究热点。应变强化是一种有效的金属强化手段,轧制变形是常见的应变强化技术,然而FCC高熵合金的相关研究还未见系统报道。本文以Ni-Co-Cr-Fe基高熵合金为研究对象,采用激光共聚焦、扫描电子显微镜、X射线衍射及力学性能测试等方法,研究了 3种FCC单相高熵合金（Ni2CoCrFe、NiCoCrFe和NiCoCrFeMo0.2）的应变强化行为,评价了室温和深冷条件下高熵合金的应变强化效果,阐明了位错、孪晶以及不完全再结晶组织对高熵合金应变强化的影响规律及机制。具体的研究内容和主要结论如下:（1）研究了Ni2CoCrFe高熵合金的应变强化行为。室温条件下,随着轧制变形量的增加,Ni2CoCrFe高熵合金中由均匀分布的位错逐渐演变为位错胞和位错墙,位错密度显著上升。合金的强度随着变形量的增加逐渐提高。室温轧制变形量为30%时达...
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
混合焓ΔHmix与原子半径差δ对高熵合金相组成的影响[13]
西安理工大学硕士学位论文2Yang等[14]在此基础上进一步对高熵合金的相选择与设计进行了研究探索，并提出了Ω-δ参数，其中Ω表示混合熵参数，δ表示合金原子半径差参数。当Ω≥1.1且δ≤6.6%时，高熵合金易形成单相固溶体。此外，Guo等[15]考虑了高熵合金电负性和价电子浓度VEC对高熵合金相组成的影响，提出了VEC判据，结果如图1-2所示。当VEC值大于8.0时，高熵合金为FCC结构；当VEC值小于6.8时，高熵合金为BCC结构；而VEC值介于两值之间时，高熵合金由FCC相和BCC相共同组成。对高熵合金相选择判据的研究为理解高熵合金单相固溶体的形成原因、相稳定性及高熵合金的设计奠定了坚实的基础，也促进了人们对高熵合金的研究与探索。图1-1混合焓ΔHmix与原子半径差δ对高熵合金相组成的影响[13]Fig.1-1EffectofδandΔHmixonthephaseselectionofhigh-entropyalloys[13]图1-2VEC参数对高熵合金固溶体结构的影响[15]Fig.1-2EffectofVEConthesolidsolutionstructureofhigh-entropyalloy[15]除了对高熵合金相选择的研究之外，对于高熵合金的功能特性研究愈来愈多[18-20]。例如Chou等[21]探索了Co1.5CrFeMoxNi1.5Ti0.5合金在0.5M的H2SO4溶液和1M的NaCl溶液中的电化学特性。在酸性环境中，无钼合金具有更好的抗腐蚀能力。含钼合金在1M的
度保持为347HV，相比In718和In718H镍基高温合金的硬度高出220HV，表现出良好的高温性能，如图1-3所示。FCC结构的高熵合金作为主要的类型之一，在不断的研究中得到了长足的发展。其中FCC结构的高熵合金主要是FeCoNiCrMn系高熵合金，以及在此基础上经过变化成分得到的三元、四元甚至六元及以上高熵合金[27-30]。由于FCC结构高熵合金滑移系较多，所以易于滑移变形，合金具有良好的塑性，，压缩变形率可达50%以上而不产生裂纹，但是其屈服强度普遍较低。因此，对于FCC结构高熵合金的强韧化研究成为众多研究者关注的热点。图1-3AlCoxCrFeMo0.5Ni高熵合金与其它合金的硬度随温度变化曲线图[26]Fig.1-3Hothardnessvs.temperatureplotsforAlCoxCrFeMo0.5Nialloys(x=0.5,1.0,1.5,and2.0),In718,In718HandT-800alloysfromroomtemperatureto1273K[26]
【参考文献】：
期刊论文
[1]Effect of Mo Addition on Corrosion Behavior of High-Entropy Alloys CoCrFeNiMox in Aqueous Environments[J]. Xu-Liang Shang,Zhi-Jun Wang,Qing-Feng Wu,Jin-Cheng Wang,Jun-Jie Li,Jia-Kang Yu. Acta Metallurgica Sinica（English Letters）. 2019(01)
[2]高熵合金的变形行为及强韧化[J]. 吕昭平,雷智锋,黄海龙,刘少飞,张凡,段大波,曹培培,吴渊,刘雄军,王辉. 金属学报. 2018(11)
[3]多主元高熵合金的研究现状与应用展望[J]. 隋艳伟,陈霄,戚继球,何业增,孙智. 功能材料. 2016(05)
[4]新型多主元高熵合金的研究进展[J]. 李忠丽,孙宏飞,高鹏,燕友增,郭娜娜. 新技术新工艺. 2010(08)
[5]多主元高熵合金的研究进展[J]. 郭卫凡. 金属功能材料. 2009(01)
硕士论文
[1]剧烈塑性变形对FeCoNiCrMn高熵合金微观组织及力学性能的影响[D]. 梁山.长安大学 2019
本文编号：3328490
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
混合焓ΔHmix与原子半径差δ对高熵合金相组成的影响[13]
西安理工大学硕士学位论文2Yang等[14]在此基础上进一步对高熵合金的相选择与设计进行了研究探索，并提出了Ω-δ参数，其中Ω表示混合熵参数，δ表示合金原子半径差参数。当Ω≥1.1且δ≤6.6%时，高熵合金易形成单相固溶体。此外，Guo等[15]考虑了高熵合金电负性和价电子浓度VEC对高熵合金相组成的影响，提出了VEC判据，结果如图1-2所示。当VEC值大于8.0时，高熵合金为FCC结构；当VEC值小于6.8时，高熵合金为BCC结构；而VEC值介于两值之间时，高熵合金由FCC相和BCC相共同组成。对高熵合金相选择判据的研究为理解高熵合金单相固溶体的形成原因、相稳定性及高熵合金的设计奠定了坚实的基础，也促进了人们对高熵合金的研究与探索。图1-1混合焓ΔHmix与原子半径差δ对高熵合金相组成的影响[13]Fig.1-1EffectofδandΔHmixonthephaseselectionofhigh-entropyalloys[13]图1-2VEC参数对高熵合金固溶体结构的影响[15]Fig.1-2EffectofVEConthesolidsolutionstructureofhigh-entropyalloy[15]除了对高熵合金相选择的研究之外，对于高熵合金的功能特性研究愈来愈多[18-20]。例如Chou等[21]探索了Co1.5CrFeMoxNi1.5Ti0.5合金在0.5M的H2SO4溶液和1M的NaCl溶液中的电化学特性。在酸性环境中，无钼合金具有更好的抗腐蚀能力。含钼合金在1M的
度保持为347HV，相比In718和In718H镍基高温合金的硬度高出220HV，表现出良好的高温性能，如图1-3所示。FCC结构的高熵合金作为主要的类型之一，在不断的研究中得到了长足的发展。其中FCC结构的高熵合金主要是FeCoNiCrMn系高熵合金，以及在此基础上经过变化成分得到的三元、四元甚至六元及以上高熵合金[27-30]。由于FCC结构高熵合金滑移系较多，所以易于滑移变形，合金具有良好的塑性，，压缩变形率可达50%以上而不产生裂纹，但是其屈服强度普遍较低。因此，对于FCC结构高熵合金的强韧化研究成为众多研究者关注的热点。图1-3AlCoxCrFeMo0.5Ni高熵合金与其它合金的硬度随温度变化曲线图[26]Fig.1-3Hothardnessvs.temperatureplotsforAlCoxCrFeMo0.5Nialloys(x=0.5,1.0,1.5,and2.0),In718,In718HandT-800alloysfromroomtemperatureto1273K[26]
【参考文献】：
期刊论文
[1]Effect of Mo Addition on Corrosion Behavior of High-Entropy Alloys CoCrFeNiMox in Aqueous Environments[J]. Xu-Liang Shang,Zhi-Jun Wang,Qing-Feng Wu,Jin-Cheng Wang,Jun-Jie Li,Jia-Kang Yu. Acta Metallurgica Sinica（English Letters）. 2019(01)
[2]高熵合金的变形行为及强韧化[J]. 吕昭平,雷智锋,黄海龙,刘少飞,张凡,段大波,曹培培,吴渊,刘雄军,王辉. 金属学报. 2018(11)
[3]多主元高熵合金的研究现状与应用展望[J]. 隋艳伟,陈霄,戚继球,何业增,孙智. 功能材料. 2016(05)
[4]新型多主元高熵合金的研究进展[J]. 李忠丽,孙宏飞,高鹏,燕友增,郭娜娜. 新技术新工艺. 2010(08)
[5]多主元高熵合金的研究进展[J]. 郭卫凡. 金属功能材料. 2009(01)
硕士论文
[1]剧烈塑性变形对FeCoNiCrMn高熵合金微观组织及力学性能的影响[D]. 梁山.长安大学 2019
本文编号：3328490
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