AlCrFeNiTi高熵合金热稳定性的研究

为了探讨AlCrFeNiTi高熵合金的热稳定性,采用氩气保护下真空电弧熔炼法制备铸态合金,在不同加热温度和保温时间下对合金进行热处理并测定其硬度变化曲线,研究合金的硬度与显微组织之间的关系;最后利用反向传播人工神经网络建立合金的加热温度时间-硬度关系网络,实现对合金硬度的预测。结果表明:铸态AlCrFeNiTi高熵合金由两个简单体心立方结构固溶体组成,显微组织是由枝晶、枝晶间和(α+β)共晶组织组成的典型高熵合金枝晶组织;合金经过400~900℃的加热和0.5~10h的保温处理后空冷,合金能在一定程度上保持原始铸态下的组织和枝晶相含量,硬度(HV)依旧保持在4000MPa以上,表现出良好的热稳定性;建立的AlCrFeNiTi高熵合金加热温度时间-硬度神经网络有着良好的精度和适用性,对工业应用具有指导作用。     

退火对AlCuFeNiTiCrx高熵合金硬度的影响

采用铜模吸铸法制备AlCuFeNiTiCr_x(x=0.5, 1.0, 1.5, 2.0)高熵合金,并在1000℃下进行3 h退火处理。通过X射线衍射仪(XRD)、光学显微镜、维氏硬度计,分别测试了铸态和退火态AlCuFeNiTiCr_x(x=0.5, 1.0, 1.5, 2.0)高熵合金的微观结构演变及维氏硬度值。发现铸态和退火态试样仅由简单的体心立方(BCC)和面心立方(FCC)固溶体相组成,而退火态试样中的FCC相与铸态试样中的FCC相相比有所增加。根据金相显微照片,两种状态下的高熵合金仅存在枝晶和晶间相,且退火后的显微组织变得更加均匀。两种状态下高熵合金的硬度均随Cr含量的增加而增加,且退火态试样的硬度值远大于铸态试样。     

热处理对CoCrFeNiMo高熵合金组织与硬度的影响

用真空电弧熔炼法制备了CoCrFeNiMo高熵合金,研究了退火温度对合金组织及硬度的影响。结果表明,铸态合金的晶体结构以FCC为主,同时夹杂Cr9Mo21Ni20和CrFe4少量金属间化合物;铸态合金的组织形貌为树枝晶组织,在枝晶间分布着类似于共晶组织的片层状结构,随退火温度升高,合金中FCC相逐渐减少,共晶相逐渐增多,最终形成了类似于过共晶的组织形貌;合金的硬度随退火温度的升高先增大后减小,但铸态与退火态的合金的硬度相差不大,说明此合金具有较高的热稳定性以及较好的高温使用性能。     

退火工艺对AlCuCrFeNi高熵合金微观组织与硬度的影响

用真空电弧熔炼法制备了AlCuCrFeNi多主元高熵合金。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、显微硬度仪等研究了AlCuCrFeNi铸态以及采用不同退火工艺后的微观组织和硬度。结果表明:AlCuCrFeNi合金在铸态下是由枝晶内富Cr、Fe元素的BCC固溶相、枝晶间富Al、Ni的B2相以及枝晶间富Cu的FCC固溶相组成,并伴有少量的金属间化合物AlFe_(0.23)Ni_(0.77),铸造硬度值约为(465±10) HV。随着退火温度升高,Cu元素发生扩散,FCC相变得粗大,合金的硬度值降低到400 HV左右,与铸态硬度相差不大,说明合金具有较高的热稳定性以及较好的高温使用性能。     

粉末冶金制备AlCrMoNiTi高熵合金的时效硬化特性（英文）

采用粉末冶金工艺制备了AlCrMoNiTi高熵合金,并对其铸态和退火态的微观组织和硬度进行了研究。结果表明,铸态合金由富(Cr,Mo)bcc固溶体枝晶相和富(Al,Ni,Ti)fcc固溶体枝晶间相组成。时效合金在900℃高温可获得最高硬度HV约为6150 MPa,在1000℃发生退火软化现象,但是其硬度HV仍保持在5160 MPa的高硬度水平。这表明,AlCrMoNiTi高熵合金具有优异的高温时效硬化特性。该合金在800℃时的时效硬化特性主要归因于细晶强化,在900℃时则归因于第二相(bcc2)的析出硬化。在1000℃时发生退火软化现象,其原因在于第二相的分解和晶粒粗化。     

CrMoNbV高熵合金微观组织与力学性能

利用真空电弧炉熔炼制备了CrMoNbV高熵合金。通过XRD、SEM、EDS分析和显微硬度以及压缩试验,研究了合金的相结构、微观组织和力学性能。结果表明:CrMoNbV合金为单一的BCC固溶体结构,合金铸态组织为典型的树枝晶。Mo主要分布于枝晶内,Cr则分布于枝晶间,Nb,V分布较均匀。CrMoNbV高熵合金的硬度可达681.5HV,抗压强度为1450MPa,几乎无塑性变形发生,压缩断口形貌表现为解理脆断。     

Age Hardening of AlCrMoNiTi High Entropy Alloy Prepared by Powder Metallurgy

采用粉末冶金工艺制备了AlCrMoNiTi高熵合金,并对其铸态和退火态的微观组织和硬度进行了研究。结果表明,铸态合金由富(Cr,Mo)bcc固溶体枝晶相和富(Al,Ni,Ti)fcc固溶体枝晶间相组成。时效合金在900℃高温可获得最高硬度HV约为6150 MPa,在1000℃发生退火软化现象,但是其硬度HV仍保持在5160 MPa的高硬度水平。这表明,AlCrMoNiTi高熵合金具有优异的高温时效硬化特性。该合金在800℃时的时效硬化特性主要归因于细晶强化,在900℃时则归因于第二相(bcc2)的析出硬化。在1000℃时发生退火软化现象,其原因在于第二相的分解和晶粒粗化。     

热处理工艺对Al0.5CoCrCuFeNi高熵合金显微组织与硬度的影响

采用水冷铜坩埚真空感应悬浮熔炼制备了多组元高熵合金Al_0.5CoCrCuFeNi,研究了不同热处理工艺对合金的显微组织和硬度的影响规律。结果表明,Al_0.5CoCrCuFeNi高熵合金相结构简单,在铸态下由两种不同成分的FCC相组成,枝晶处为贫Cu的FCC1相,枝晶间为富Cu的FCC2相,显微组织为树枝晶形貌,存在一定的枝晶偏析。合金制备态的硬度为255 HV0.5。合金具有良好的热稳定性,随着热处理温度的升高,合金的相结构和硬度均无太大的变化。冷却方式对合金的显微组织和相结构影响不大,但炉冷后合金的硬度比空冷和水冷时高。     

热处理对Al_(0.5)CoCrCuFeNi高熵合金显微组织与硬度的影响

采用水冷铜坩埚真空感应悬浮熔炼制备了多组元高熵合金Al0.5Co Cr Cu Fe Ni,研究了不同热处理工艺对合金的显微组织和硬度的影响规律。结果表明,Al0.5Co Cr Cu Fe Ni高熵合金相结构简单,在铸态下由两种不同成分的FCC相组成,枝晶处为贫Cu的FCC1相,枝晶间为富Cu的FCC2相,显微组织为树枝晶形貌,存在一定的枝晶偏析。合金制备态的硬度为255 HV0.5。合金具有良好的热稳定性,随着热处理温度的升高,合金的相结构和硬度均无太大的变化。冷却方式对合金的显微组织和相结构影响不大,但炉冷后合金的硬度比空冷和水冷时高。     

La添加对FeMnCrNiCo高熵合金铸态组织及硬度的影响

研究了La的添加对FeMnCrNiCo高熵合金(HEAs)铸态组织及硬度的影响,借助XRD、OM、EDS和维氏硬度计分别对FeMnCrNiCo和FeMnCrNiCoLa_0.2高熵合金的微观组织及硬度进行了对比分析。研究表明:添加La后,合金的枝晶细化了49.1%,同时由fcc单相固溶体结构变为fcc相和LaNi相的两相结构,LaNi相呈连续大面积分布于枝晶间;添加La后,枝晶间脆硬的LaNi相以及组织的细化使合金的硬度提高了37%。     

Severe plastic deformation driven nanostructure and phase evolution in a Al0.5CoCrFeMnNi dual phase high entropy alloy

The effect of severe plastic deformation on microstructure and phase evolution was investigated in a dual phase Al_0.5CoCrFeMnNi high entropy alloy (HEA). For this purpose, the as-cast HEA was subjected to initial thermo-mechanical processing by warm-rolling and annealing. The annealed dual phase alloy showed FCC and B2 phases. The B2 phase was enriched with Ni and Al, while the converse held good for the FCC phase. These annealed HEA specimens were severely deformed by high pressure torsion (HPT) up to five complete rotations (R). The severely deformed HEA revealed nanostructured FCC grains containing nano-twinned regions and coarser B2 phase. The nanostructure formation in the softer FCC phase was attributed to greater strain partitioning and propensity for the formation of nano-twins. Although with increasing rotations, the hardness difference between the edge and centre region was reduced, the 5R HPT processed specimens showed inhomogeneity featured by intermittent hardness spikes. Upon annealing, recrystallized dual phase microstructure was confirmed in the 5R HPT processed specimen. Microstructural differences between centre and edge regions were revealed by way of large B2 clusters (5 μm-10 μm) at the centre region. Remarkably, annealing resulted in the formation of a (Fe,Cr) rich σ-phase. The formation of σ-phase resulted in much greater hardness inhomogeneity in the annealed material as compared to the 5R HPT processed material.     

AlNiCrFeMn Equiatomic High Entropy Alloy: A Further Insight in Its Microstructural Evolution,Mechanical and Surface Degradation Response

Metals and Materials International - The microstructure and properties of an equiatomic AlCrFeMnNi high entropy alloy (HEA) in the as-cast condition are presented. The microstructure consists of...     

双辊激冷铸造A8006合金的均匀化(英文)

通过SEM、XRD与硬度测定研究均匀化过程对双辊激冷铸造(TRC)与直接冷却铸造(DC)A8006合金的微观组织和性能的影响。结果表明,随着TRC合金微观组织的细化,均匀化后合金中的共晶相进一步细化。DC合金均匀化后其共晶相形态相似于TRC合金中的共晶相形态。均匀化后,合金共晶相中的Fe、Mn元素均匀地扩散到铝基体中,引起合金硬度的降低。TRC合金的成形性能优于均匀化的DC合金,所以,对于TRCA8006合金的后续加工过程可省去均匀化过程。     

医用钛合金的微观组织与阻尼性能

为降低医用钛合金的弹性模量、提高阻尼性能,采用水冷铜坩埚感应熔炼技术熔炼TZNM合金,并对样品进行固溶处理。借助扫描电子显微镜、透射电子显微镜、化学分析法、维氏硬度实验、阻尼实验,研究了固溶处理前后TZNM合金的显微组织与力学性能。结果表明:TZNM合金的整体熔炼效果良好,化学成分符合预期设计,为典型的双相α+β型钛合金,其铸态组织形貌为β基体上分布着板条状马氏体α,固溶处理后马氏体α′呈细针状;TZNM合金固溶处理后的维氏硬度为361 HV,比铸态时提高13.6%;随着应变振幅的增大,TZNM合金的内耗逐渐升高,固溶处理前后总体阻尼性能均有不同程度的提升。     

均匀化处理及冷却方式对Mg-Y-Zn合金显微组织及硬度的影响

利用X射线衍射、光学显微镜、扫描电镜和硬度测试等方法研究了均匀化处理以及冷却方式对Mg-Y-Zn合金显微组织及硬度的影响。结果表明:铸态合金的组织由α-Mg基体、连续网状分布的层片状LPSO相及不规则块状Mg24Y5共晶相构成。均匀化处理过程中,Mg24Y5共晶相逐渐溶解,层片状LPSO相沿平行片层方向向晶粒内部持续生长直至贯穿整个晶粒,并在垂直片层方向发生聚集粗化。相较于水冷态合金,炉冷态合金晶粒内部析出细小弥散的针状相。硬度测试结果表明:均匀化处理初期,合金硬度得到一定程度的提升;进一步延长均匀化处理时间,合金硬度降低。其次,炉冷态合金硬度低于水冷态合金。     

形变热处理对Cu-Ti-Fe-Sn合金组织与性能的影响

利用真空熔炼法制备了Cu-3Ti-0.2Fe-1Sn合金,通过均匀化退火、固溶+冷轧(变形量分别为40%、60%、80%)+450 ℃时效处理,研究了形变热处理对Cu-3Ti-0.2Fe-1Sn合金显微组织、导电率及硬度的影响。结果表明:真空熔炼制得的 Cu-3Ti-0.2Fe-1Sn合金铸态组织中含有大量的枝状晶组织,经固溶处理后组织中出现了晶粒长大;铸态合金的硬度和导电率分别为178.1 HV和10.85%IACS,固溶处理后硬度和导电率都相应降低,分别为102.7 HV和4.58%IACS。经过冷变形和时效处理后Cu-3Ti-0.2Fe-1Sn合金硬度明显提高,变形量为60%时,时效480 min时硬度达到峰值,合金硬度为310.2 HV,此时合金的导电率为18.59%IACS。     

微量元素Sc对ZA27合金组织与性能的影响

试验研究了微量元素Sc对ZA27合金铸态显微组织与力学性能的影响规律。试验结果表明:单独添加合金元素Sc,在Sc的加入量为0.5%时,ZA27合金铸态显微组织细化效果较好,粗大的树枝晶组织转变为均匀、细小的团絮状组织,晶界共晶体组织变得更为细小。合金的铸态抗拉强度和硬度分别达到了495MPa和HB120.2,伸长率达到7.6%。元素Sc在ZA27合金中与Al形成了与基体晶格类型和晶胞尺寸极为相近的Al3Sc粒子,起到了促进异质形核和细晶强化的作用,从而提高了合金的力学性能。     

合金化对消失模铸造高锰钢凝固组织的影响

通过对ZGMn13进行多元合金化和凝固过程工艺控制,力求直接在铸态下获得理想的全奥氏体组织。采用消失模负压实型铸造工艺制备铸态高锰钢试样,借助光学显微镜、X射线衍射仪(XRD)、能谱分析仪和硬度测试仪等检测设备,分析了合金化前后铸态高锰钢凝固组织特征。结果表明,当合金元素添加量为0.33Cr-0.38Mo-0.06V-0.05Ti-0.66Ni时,凝固组织中只有部分碳化物析出;当合金元素添加量达到0.72Cr-0.70Mo-0.14V-0.13Ti-1.23Ni时,高锰钢在铸态下获得了全奥氏体组织;随合金元素加入量的进一步增加,铸态凝固组织均为全奥氏体组织。奥氏体晶粒度随合金元素加入量的增加而减小,硬度随合金加入量的增加而增加。     

B对白铜合金铸造组织和性能的影响

研究了B变质处理对Cu-Ni白铜合金铸态组织、力学性能和其在模拟海水环境中的耐腐蚀性能的影响.结果表明,B元素加入到Cu-Ni白铜合金中,能够显著地细化合金的铸造组织,有效地改善合金的塑性、强度和硬度,并能使腐蚀产物中出现有利于提高氧化膜致密度的化合物,从而阻止了腐蚀的进一步进行,提高了白铜合金的耐腐蚀性能.