铸态(Fe33Cr36Co15Ni15Ti1)96Al4高熵合金力学性能及腐蚀行为

利用经典高熵合金判据设计了一种非等摩尔比(Fe₃₃Cr₃₆Co₁₅Ni₁₅Ti₁)₉₆Al₄高熵合金。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱仪、万能力学试验机和电化学工作站对合金的晶体结构、微观组织、元素分布、力学性能(压缩和拉伸性能)及腐蚀性能进行了研究。结果表明,(Fe₃₃Cr₃₆Co₁₅Ni₁₅Ti₁)₉₆Al₄高熵合金为FCC+BCC双相结构,合金微观组织为枝晶组织,室温下合金抗压强度为743 MPa及超过50%的压缩应变,而拉伸屈服强度、抗拉强度、伸长率分别为591 MPa、984 MPa和15.8%,其断裂机制为韧性断裂。合金表现出优于304SS的耐蚀性,点蚀电位为846 mV,约是304SS的三倍。     

(TiHfTa)50(NiCu)50高熵记忆合金的组织与性能

采用真空电弧熔炼制备了(Ti_40-xHf₁₀Ta_x)₅₀(NiCu)₅₀(x=0、1、5和10,at%)高熵记忆合金，通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和室温循环压缩等研究了Ta含量与加载条件等对合金显微组织、力学性能、超弹性与稳定性等的影响。结果表明：铸态(Ti_40-xHf₁₀Ta_x)₅₀(NiCu)₅₀高熵记忆合金兼具优良的力学性能与超弹性，与现有2～4元Ti基记忆合金相比拥有较高的输出功；在预应变为15%时，Ta0、Ta1和Ta5合金的施加应力为1390.8、1591.2和2101.7 MPa,输出功为100.2、124.3和197.4 J/cm³。随Ta含量的增加，合金断裂强度和伸长率下降，但Ta1和Ta5合金的屈服强度与可回复应变增加，最大可回复应变分别为7.8%和9.4%,其中超弹性应变分别为4.0%和4.4%,加热后总可回复...     

AlCr1.3TiNi2共晶高熵合金的高温摩擦学性能及磨损机理

采用电磁悬浮熔炼+直接铸造的方法制备了千克级的AlCr_1.3TiNi₂共晶高熵合金,借助TEM、APT等表征手段分析了该合金的微观组织与成分分布,使用HT-1000摩擦试验机对比研究了该合金与GH4169镍基高温合金的高温摩擦学性能。结果表明：该共晶高熵合金具有超细的层片状共晶组织(层片间距约350 nm),其共晶两相为晶格错配度只有约2%的bcc相与L2₁相,L2₁相中还存在大量的纳米析出相;≤600℃时,共晶高熵合金的磨损机理以磨粒磨损为主,其磨损率均低于GH4169合金;800℃时,共晶高熵合金的磨痕表面塑性变形加剧,其摩擦系数明显高于GH4169合金,但2者的磨损率相差不大。GH4169合金高温耐磨性的提高得益于其磨损表面氧化物膜的形成,而共晶高熵合金出色的耐磨性主要与其良好的高温组织稳定性及力学性能有关。     

高屈强比Ti-Nb-Cr-V-Zr系难熔高熵合金的组织与力学性能

通过真空电弧熔炼法制备了Ti_47-xNb₂₃Cr₁₈V₁₂Zr_x(x=0、4、8、12 at%)系难熔高熵合金,随后在1200℃下保温12 h对合金进行均匀化热处理。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、万能力学试验机和显微硬度仪等研究了铸态与均匀化热处理态合金的相组成、微观组织及力学性能。结果表明：Zr元素的添加使铸态合金在枝晶间析出C15结构的Cr₂(Ti, Nb, V,Zr)-Laves相,同时,Zr元素含量的增加增强了合金的压缩屈服强度和硬度,但使其塑性降低。均匀化热处理并未改变合金的相组成,但使合金的组织形貌发生了明显改变,并大大增加了析出相的体积分数。经过均匀化热处理后,合金的强度和硬度有所降低,但塑性得到改善。其中,Ti₄₃Cr₁₈Nb₂₃V₁₂Zr₄合金的压缩塑性由铸态时的29%提升至超过50%,同时具有1110 MPa的屈...     

同构合金化对P型ZrCoSb基高熵half-Heusler合金热电性能的影响

Half-Heusler(HH)合金由于其本身具有较为优异的力学性能和高温热稳定性,已成为目前最具有应用前景的中高温热电材料之一。然而,其本身较高的本征晶格热导率阻碍了热电性能的进一步提升。本文以P型Zr Co Sb_0.85Sn_0.15合金为研究对象,基于同构合金化具有优异P型热电性能的(Nb_0.8Ta_0.2)_0.8Ti_0.2Fe Sb,通过磁悬浮熔炼和放电等离子烧结设计并制备出一种(Zr Co Sb_0.85Sn_0.15)_1-x[(Nb_0.8Ta_0.2)_0.8Ti_0.2Fe Sb]_x(x=0,0.2,0.3,0.4,0.5)高熵HH合金。微观组织分析表明,同构合金化这一策略引入了大量多尺度多衬度的第二相,这将有效增强对声子的散射。其中,当同构合金化含量为0.3时,晶格热导率在923 ...     

Alx(TiVCrNb)100-x轻质高熵合金显微组织及力学性能

采用真空感应熔炼制备Al_x(TiVCrNb)_100-x(x=0～25，%，摩尔分数)轻质高熵合金，利用X射线衍射仪、光学显微镜、显微硬度计和电子万能试验机等研究Al含量对高熵合金微结构及力学性能的影响。结果表明：Al_x(TiVCrNb)_100-x合金由BCC基体相及析出相组成。当x≤5时，Al元素掺杂能够抑制高熵合金基体中析出相的产生；当53)。固溶强化与第二相强化提高了合金的强度，但沉淀相在晶界的富集降低了高熵合金的塑性。     

析出强化Fe53Mn15Ni15Cr10Al4Ti2C1高熵合金强韧化机制

以fcc结构高熵合金为基础合金,通过添加Al、Ti和C元素,设计了新型析出强化Fe₅₃Mn₁₅Ni₁₅Cr₁₀Al₄Ti₂C₁高熵合金。经过轧制后该合金含有纳米结构轧制条带(含有变形孪晶)和高密度位错结构。中温长时间热处理后该合金具有纳米结构非均匀组织,包括轧制条带、位错和大量的纳米析出相,表现出优异的强度-塑性匹配关系。该合金优异的力学性能是由于组织中与基体共格的L1₂型析出相起到了显著的析出强化作用,使该合金强度明显提高;另一方面,高密度位错得到有效回复,改善了合金的应变硬化能力。采用中温长时间热处理可获得强度-塑性匹配优异的非均匀组织析出强化高熵合金。     

(Fe0.33Co0.33Ni0.33)84-xCr8Mn8Bx高熵非晶合金薄带的结构特征及其晶化行为

基于前期的研究结果,降低Mn和Cr元素的含量,将2者的原子分数均固定在8%,设计出(Fe_0.33Co_0.33Ni^0.33)_84-xCr₈Mn₈B_x(x=10、11、13、15和18)合金(简称10B、11B、13B、15B和18B),采用真空熔融甩带法制备出该系列合金的薄带。将合金薄带在不同温度下进行退火处理,通过XRD、DSC、TEM、SEM、万能拉伸试验机、OM、Vickers硬度计等研究了合金薄带的结构特征、晶化行为和力学性能。结果表明:11B合金薄带已完全形成非晶相(am),11B~18B合金薄带加热时都有2个结晶转变放热峰,B元素的添加提高了该系列合金的非晶形成能力(GFA)和热稳定性。11B~18B合金薄带在不同温度退火,bcc相、fcc相和硼化物(M₂₃B₆)等1种或多种混合物析出,其结晶行为分别为:11B和13B,[am]→[am′+bcc]→[am″+bcc+fcc]→[bcc+fcc+M₂₃B₆]→[fcc+M₂₃B₆];15B,[am]→[am′+fcc+bcc]→[am″+bcc+fcc+M₂₃B₆]→[bcc+fcc+M₂₃B₆]→[fcc+M₂₃B₆];18B,[am]→[am′+fcc]→[am″+fcc+M₂₃B₆]→[fcc+M₂₃B₆](其中,am′和am″分别为第1次和第2次结晶残余非晶相)。     

Fe25Co25Pt25B25高熵纳米复相永磁体的组织结构与磁性能

采用液态急冷法制备了高熵Fe₂₅Co₂₅Pt₂₅B₂₅合金,研究了其热处理前后的组织结构及磁性能。结果表明：Fe₂₅Co₂₅Pt₂₅B₂₅高熵合金具有较高的非晶形成能力,液态急冷合金形成了非晶态结构,表现出软磁特性。Fe₂₅Co₂₅Pt₂₅B₂₅高熵非晶合金热处理结晶化过程为：非晶相→非晶相+fcc-(Fe, Co)Pt相→非晶相+fcc-(Fe, Co)Pt+L1₀-(Fe, Co)Pt+(Fe, Co)₂B相→非晶相+L1₀-(Fe, Co)Pt+(Fe, Co)₂B相→L1₀-(Fe, Co)Pt+(Fe, Co)₂B相。经843 K热处理900 s后,Fe₂₅Co     

(Sn1-xZnx)57(In0.78Bi0.22)43低熔点无铅焊料的微观结构表征(英文)

为了寻求一种应用于三维集成电路低温焊接的无铅焊料，基于多组元混合的概念设计并表征(Sn_1-xZn_x)₅₇-(In_0.78Bi_0.22)₄₃ (x=0.10,0.15,0.20，摩尔分数，%)四元合金。采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪和差示扫描量热仪研究合金的显微组织、热性能和润湿性。结果表明，合金由金属间化合物BiIn₂、In_0.2Sn_0.8和富Zn固溶体组成。随着Zn添加量的增加，BiIn₂和富Zn相的体积分数增加。合金的熔点低至70℃，源自低熔点金属间化合物In_0.2Sn_0.8和BiIn₂的形成；合金具有良好的润湿性，润湿角约为40°。在合金和Cu板的界面结合处形成一种薄而坚韧的Cu₅Zn₈层，提高焊点可靠性。研究表明，通过多组元混合概念设计合金可以有效提高...     

Fe60Cr18Cu3(MnCoNiMoAlTi)19中熵合金时效硬化与耐蚀性能

采用真空电弧炉熔炼制备Fe₆₀Cr₁₈Cu₃(MnCoNiMoAlTi)₁₉中熵合金，研究了合金的时效硬化机理和耐腐蚀性能。结果表明，中熵效应使合金凝固组织具有简单的BCC固溶体结构。HRTEM研究发现，超饱和固溶体基体高晶格畸变有利于合金时效后纳米有序B2共格相大量弥散析出，最高时效硬度达到621HV0.5。特别是抗热硫酸腐蚀和NaCl溶液点蚀性能与相同Cr、Ni含量的时效硬化不锈钢17-4PH相比均获得了大幅提升，表现为更宽、更稳定的阳极钝化区和显著较低的腐蚀溶解速度。XPS分析结果表明，高含量Cr_hy³⁺、Cr_ox³⁺、Cu_ox⁺、Ti_ox⁴⁺、Al_ox³⁺和Mo_ox⁶⁺耐蚀元素离子组成的多元钝化膜是其抑制Cl-点蚀坑形核和扩展的重要...     

稀土Ce添加对Fe83Ga17合金微结构和磁致伸缩性能的影响

为了改善Fe-Ga合金的磁致伸缩性能,采用真空非自耗电弧炉制备了Fe₈₃Ga₁₇Ce_x（x=0.0,0.2,0.4,0.6,0.8,1.0）合金,用X射线衍射仪（XRD）和扫描电镜及能谱仪（SEM/EDS）分析了合金的微结构,用电阻应变法测量了合金的磁致伸缩性能.结果表明:Fe₈₃Ga₁₇合金由单一的bcc结构A2相组成.而添加稀土Ce后,除x=0.2合金外,Fe₈₃Ga₁₇Ce_x合金主要由bcc结构的A2相和CeFe₂第二相组成.此外,Fe₈₃Ga₁₇合金的微观组织是晶粒粗大的等轴晶,而Fe₈₃Ga₁₇Ce_0.8合金的微观组织是晶粒细小的柱状晶.与Fe₈₃Ga₁₇对照合金相比,除x=0.2合金的磁致伸缩系数略小于对照合金外,其他添加稀土Ce后的合金样品磁致伸缩系数均明显增加.添加稀土Ce后,Fe₈₃Ga₁₇Ce_x合金的磁致伸缩系数随稀土Ce含量的增加呈现出先增加后减小的变化趋势,x=0.8合金的磁致伸缩系数最大,在557 kA/m外加磁场下,磁致伸缩系数达到356×10^-6.     

新型NixTi24Zr12Nb10Ta12Mo5W5高熵合金含能结构材料的组织及力学性能

设计并使用真空电弧炉制备了Ni_xTi₂₄Zr₁₂Nb₁₀Ta₁₂Mo₅W₅(x=5, 10, 15, 20, 32, 35)高熵合金含能结构材料。采用XRD、EPMA、万能试验机等手段研究了不同Ni含量下合金的相组成、微观组织及力学性能。结果表明,随着Ni含量增加,合金的微观组织由BCC1+BCC2+Ni₁₀Zr₇+Unknown四相结构转变为BCC1+BCC2+Ni₁₀Zr₇+Unknown+FCC五相结构;当x=20时合金呈现出最佳的强塑性匹配,屈服强度为1 653 MPa,压缩伸长率约为19%;随着Ni含量增加,合金硬度先升高后降低,当x=20时合金硬度(HV)达到最大值为592。     

低能高通量氦离子辐照下W28Ta28V28Zr8Sc8高熵合金损伤行为研究

采用放电等离子烧结技术制备了W₂₈Ta₂₈V₂₈Zr₈Sc₈高熵合金,研究了高熵合金在低能量、高通量氦离子辐照下的损伤行为。结果表明,在相同He离子辐照参数下,高熵合金表现出比纯W更优异的抗辐照损伤性能。不同He离子能量条件下,高熵合金中出现严重Fuzz结构时的He离子能量阈值远高于纯W。在相同辐照参数下,高熵合金有着明显小于纯W的Fuzz层厚度。W₂₈Ta₂₈V₂₈Zr₈Sc₈高熵合金中不同相区在辐照后表现出不同的表面形貌特点,这与构成相区主要元素的He离子辐照行为有关。通过设计高熵合金的显微组织,可以获得优良的抗辐照材料。     

Hydrogenation properties of(V0.85Fe0.15)100-xMx-Ce BCC solid solution alloys with M=Cr,Mo,Al

The structure and hydrogenation properties of(V_0.85Fe_0.15)_100-xM_x-Ce(x=0,1,3,5;at%) alloys with M=Cr,Mo,Al were investigated.All the alloys show the same phase composition consisting of BCC matric and CeO₂ phases which distribute along the grain boundary.The hydrogen capacities of(V_0.85Fe_0.15)_100-xM_x-Ce change little with M,and none of them exceeds 2.0 wt%.But the plateau pressure shows remarkable ...     

退火对FeCoNi2-xMnGax高熵合金微观组织、力学性能和磁性能的影响

利用非自耗真空电弧熔炼炉制备FeCoNi_2-xMnGa_x(x=0, 0.5, 0.75, 1.0, 1.25)高熵合金铸锭,然后在800℃和1000℃退火8 h,研究了退火对高熵合金微观组织、力学性能和磁性能的影响。结果表明,随着Ga含量的增加,铸态合金组织由未添加Ga时(x=0)的FCC单相过渡到FCC+BCC双相,最终在Ga含量为25at%时(即x=1.25)转变为BCC单相。经过800℃和1000℃退火后,在FCC相内产生了棒状的析出物。双相组织的FeCoNi_2-xMnGa_x合金具有较好的磁性能和压缩性能,退火后合金的力学性能和磁性能均有所提高。FeCoNi_1.25MnGa_0.75合金1000℃退火后的力学性能最优,在形变量约为20%时的抗压强度为1852.5 MPa。FeCoNi_1.0MnGa_1.0合金1000℃退火后的饱和磁化强度最大,为121.8 emu/g。     

Mo含量对（VFe）48Ti26Cr26-xMox（0≤x≤5）合金吸放氢性能的影响

系统研究了（VFe）₄₈Ti₂₆Cr_26-xMo_x（0≤x≤5）合金吸放氢性能及微观组织结构。XRD及PCT测试结果表明,随着Mo含量增加,合金的晶格常数增大,放氢平台压升高,吸放氢量在Mo含量0≤x≤2范围内不出现显著变化,且有效放氢量（质量分数）均能保持在2%以上。当Mo含量为1at%时,合金吸放氢量均达到最大值,吸氢量为3.59%,放氢量为2.08%,室温下的放氢平台压为0.337MPa。SEM与EDS分析表明,不同Mo含量的合金均由bcc主相、Laves相及稀土氧化物相组成,且Mo主要存在于合金的bcc主相中,而在Laves相中分布相对较少。     

TA2/ Co13Cr28Cu31Ni28/ Q235脉冲TIG焊接头组织与性能

针对钢与钛之间因物化性能差异大,焊接过程易产生大量金属间化合物而难以实现可靠连接的问题,依据焊缝金属固溶高熵化思路,选用Co₁₃Cr₂₈Cu₃₁Ni₂₈高熵合金作为中间过渡层对TA2钛和Q235钢进行脉冲钨极氩弧焊,并对Co₁₃Cr₂₈Cu₃₁Ni₂₈高熵合金及接头的组织和性能进行分析研究. 结果表明,Co₁₃Cr₂₈Cu₃₁Ni₂₈主要是双相面心立方结构,分别为富Cu的晶间和晶内面心立方结构,强度和塑性良好;焊接接头两部分焊缝均成形良好,无气孔、裂纹等缺陷,焊缝组织均为简单的固溶体结构,Q235侧焊缝主要为面心立方结构相,TA2侧焊缝主要由简单的体心立方结构和面心立方结构相构成,以体心立方结构相为主;焊接接头抗拉强度为224 MPa,在TA2侧靠近高熵合金的熔合线处断裂,主要由于生成了脆性的Cr₃O₈,断口有较多韧窝和一部分解理面,为混合断裂,表现出一定的韧性断裂特征.     

Fe90-xNb8Zr2Bx(x=10,20)合金的热行为、结构及磁性能

采用单辊快淬法制备两种不同B含量的Fe_90-xNb₈Zr₂B_x(x=10, 20)非晶合金，在各自晶化峰值温度进行1 h的等温热处理得到相应的纳米晶合金。利用同步热分析仪(STA)、透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)和振动样品磁强计(VSM)等研究了两种合金的热行为、结构及磁性能，并进行对比分析。结果表明：两种合金快淬态时均处于完全非晶态，两种非晶合金的差示扫描量热(DSC)曲线存在较大差别，低B含量的合金中没有观察到过冷液相区，而在高B含量的合金中观察到过冷液相区。两种合金具有明显不同的晶化过程，低B含量合金的晶化过程分为3个阶段，高B含量合金的晶化过程分为两个阶段。Fe₈₀Nb₈Zr₂B₁₀合金在晶化的第二个阶段获得相对较好的软磁性能。Fe₇₀Nb₈Zr₂B₂₀合金在晶化的第一个阶段获得相对较好的软磁性能。     

激光熔覆CoCrFeNiWx高熵合金涂层的组织及性能

目的 研究W含量对激光熔覆CoCrFeNi高熵合金涂层组织及性能的影响。方法 采用RFL-C1000光纤激光器在45^#钢表面制备CoCrFeNiW_x(x=0、0.2、0.4、0.6、0.8)高熵合金涂层,利用光学显微镜、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、显微硬度计、摩擦磨损试验机等,对熔覆层的宏观形貌、微观组织、显微硬度和摩擦磨损性能进行分析和测试。结果 熔覆层与基材之间的润湿性较好。随着W元素含量的增加,涂层由单一的FCC相转变为FCC相+μ相(Fe₇W₆、Co₇W₆),微观组织由胞状晶转变为树枝晶,晶粒尺寸减小,且在x=0.8时出现了明显的共晶组织和大量μ相沉淀。熔覆层的显微硬度随着W含量的增加而增大,x=0.8时,熔覆层具有最高的显微硬度,达到432.02HV0.3,约为基材硬度的2.1倍,为CoCrFeNi熔覆层硬度的2.2倍。x=0.6时,涂层磨损量最小,仅为CoCrFeNi涂层磨损量的30.85%,平均摩擦因数最低,约为0.31...