AlxFeCoNiB0.1高熵合金的微观组织和力学性能研究

采用真空电弧炉熔炼制备了AlxFeCoNiB0.1（x=0.4,0.5,0.8,1.2,1.6 at%）高熵合金,并对其微观组织和力学性能进行测试。随Al含量增加,合金的铸态枝晶由FCC相转变为B2(AlNi)/BCC相。当x=0.4和0.5时,合金的组织由枝晶FCC相和枝晶间组织B2相及(Fe,Co)2B组成;x=0.8时,枝晶由B2相组成,枝晶间由FCC相及(Fe,Co)2B组成;x=1.2时,枝晶间由共晶组织FCC+(Fe,Co)2B组成,BCC呈纳米级颗粒状;x=1.6时,共晶组织消失。随Al含量的增加,抗压拉强度先上升后下降,Al含量为0.8时达到峰值,为2243MPa,适量的Al能提高高熵合金综合力学性能。     

冷喷涂辅助感应重熔合成AlCoxCrFeNiCu高熵合金涂层的显微组织和性能

通过冷喷涂辅助感应重熔技术在45钢基体成功制备AlCo_xCrFeNiCu (x=0、0.5、1.0、1.5、2.0，摩尔分数)高熵合金涂层。研究了Co元素含量对冷喷涂辅助合成高熵合金涂层物相、微观组织的影响。结果表明：通过低压冷喷涂辅助感应重熔技术合成的AlCo_xCrFeNiCu高熵合金涂层由fcc+bcc双相混合结构组成，涂层组织为等轴树枝晶+晶间组织，其中枝晶为bcc结构，晶间组织为fcc结构。Co含量的变化会引起AlCo_xCrFeNiCu高熵合金涂层的晶格畸变状态发生变化，当x=1.0时，AlCo₁CrFeNiCu高熵合金涂层的晶格应变最大。Co元素含量增加会促进AlCo_xCrFeNiCu高熵合金涂层中的枝晶数目增加，同时涂层中的树枝晶尺寸也随着Co元素含量增加而增大。涂层中的树枝晶富集Fe、Cr、Co、Ni元素，枝晶间富集Cu元素，Al均匀地分布在整个涂层中。随着Co含量增加，AlCo_xCrFeNiCu高熵合金涂层的硬度先增加后减小；当x=1.0时...     

AlxCrFeNiCuVTi系高熵合金的组织和力学性能研究

采用真空电弧熔炼制备AlxCrFeNiCuVTi(摩尔比x=0,0.5,1,1.5)高熵合金.利用XRD、SEM和万能材料试验机等方法对该合金进行研究.结果表明:铸态合金由枝晶相,菊花状共晶组织以及枝晶间富Cu相共同组成;随着Al元素的增加,合金的组织结构逐渐由多种bcc相和fcc相共存逐渐变为单一的bcc相,合金硬度和抗压缩性能整体呈上升趋势;Al1CrFeNiCuVTi合金的最高抗压缩强度达到1810.4 MPa,压缩率为23％.     

基于第一性原理计算V元素对高熵合金Al0.4Co0.5VxFeNi的组织及性能影响

采用第一性密度泛函理论,结合虚拟晶体近似（VCA）的方法建立晶体结构模型,开展高熵合金Al0.4Co0.5Vx FeNi的结构性能、弹性性能及基态能量计算。根据能量最低原理可确定,Al0.4Co0.5Vx FeNi高熵合金的最优K-point值为12×12×12,截断能为1000 eV。计算结果表明：Al0.4Co0.5Vx FeNi系高熵合金均可生成fcc+bcc结构,fcc的力学稳定性明显优于bcc的力学稳定性。V元素含量由0.2增至0.8时,bcc点阵常数降低约4%,fcc晶格常数降低约6%。随着V元素的增加,Al0.4Co0.5Vx FeNi合金的体模量、剪切模量逐渐减小。V元素含量为0.8时,bcc结构的泊松比异常增加,进一步说明了随着V元素含量的增加,材料的塑性变形能力降低,材料的脆性增加。经试验验证,Al0.4Co0.5Vx FeNi系高熵合金均由fcc和bcc组成,组织形貌均为两相组织;V元素含量由0.2升至0.8时,延伸率降低约85%,该试验结果与第一性原理计算的结果较为吻合。     

激光熔覆MoFeCrTiWSix多主元合金涂层组织和性能研究

在Q235钢表面激光熔覆制备了MoFeCrTiWSi_x(x=0,0.2,0.4,0.6,0.8,1.0)多主元合金涂层,采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和硬度计等系统研究了Si对涂层的组织、相结构、显微硬度及高温抗氧化性能的影响。结果表明:激光熔覆MoFeCrTiW多主元合金涂层为简单bcc结构,组织为等轴晶。添加Si后,涂层主体相仍为bcc结构,当x≥0.4后,会有少量金属间化合物生成,合金涂层由先共晶bcc相和共晶组织(bcc相+Cr5Fe50Mo8.9Si5.2Ti20.4相)组成,随着Si量的增加,先共晶相的形态由胞状树枝晶转变为柱状树枝晶和等轴树枝晶,共晶组织逐渐增多。涂层从表面至结合区的混合熵呈高熵-中熵变化。涂层硬度和900℃时的抗氧化性能随着Si含量的增加有所提高,当x=1时,涂层平均硬度及抗氧化性能最高。     

Fe含量对金属型铸造Al-Fe合金组织形态的影响

研究了不同Fe含量的Al-Fe合金在金属型铸造条件下的组织形态.在金属型铸造条件下,亚共晶Al-Fe组织由发达α-Al枝晶与枝晶间隙链接呈网状的细小共晶Al3Fe相所组成;共晶Al-Fe合金组织为弯曲针棒状共晶Al3Fe相和共晶α-Al相共生生长组织;过共晶Al-Fe合金随着Fe含量增加初生Al3Fe相的形态由针棒状向针片状再向长针状转变,初生相周围共晶Al3Fe相依附在初生相表面生长而形成离异共晶组织.并对不同含Fe量时合金的凝固过程进行了分析探讨.     

AlNiCrFexMo0.2CoCu High Entropy Alloys Prepared by Powder Metallurgy

采用粉末冶金方法制备AlNiCrFexMo0.2CoCu(x=0.5,1.0,1.5,2.0)高熵合金,研究Fe元素对合金组织和性能的影响。对4种合金进行XRD分析,发现当x=0.5、1.0和1.5时,有bcc、fcc和σ相组成,当x=2.0时,合金只有bcc和fcc两相。4种合金硬度随着Fe含量的增加而降低,当x=0.5时,布氏硬度为3170MPa,x=2.0时,布氏硬度为2290MPa。对合金进行压缩实验发现,断裂强度均超过1100MPa,且具有较好的塑性。     

Co含量对熔体快淬Fe_(55-x)Co_xPt_(15)B_(30)合金的组织结构与磁性能的影响

研究了Co含量对熔体快淬Fe_(55-x)Co_xPt_(15)B_(30)(x=0~45,原子分数,%)合金热处理前后的组织结构和磁性能的影响。结果表明,添加Co可提高Fe_(55-x)Co_xPt_(15)B_(30)合金的非晶形成能力,使x=15~45的快淬合金形成非晶态。经适当热处理后,合金中形成了由有序面心四方结构的永磁(Fe,Co)-Pt(L1_0)相和软磁(Fe,Co)2B相及(Fe,Co)B相组成的纳米复相组织,显示出永磁性;添加Co的合金组织得到明显细化,x=15~45合金平均晶粒尺寸均约为18 nm;其中x=15合金具有最佳的永磁性能,磁能积达到94.4 k J/m3。合金的矫顽力随Co含量的增加而增大,在x=30时达到最大值413.7 k A/m后,随Co含量的进一步增加而减小;这是由于不同Co含量使L1_0相的c/a值发生变化而导致其磁晶各向异性变化的结果。     

Al_xCrMnFeCoNi高熵合金的显微结构、拉伸性能及锯齿流变形为（英文）

研究双相Al_xCrMnFeCoNi (x=0.4,0.5,0.6,摩尔分数,%)高熵合金的显微结构、拉伸力学性能与锯齿流变形为。经热力学处理后合金的显微组织由铸态树枝晶演化为由fcc和bcc组成的等轴晶。随A1含量增加,bcc相体积分数增大,fcc晶粒尺寸减小,合金强度得到显著提高。在中温区间,随试验温度升高,锯齿流变类型发生A+B→B+C(C)转变。因Al原子对位错的钉扎作用较强,含Al合金的平均锯齿应力振幅明显高于不含Al的CoCrFeNiMn合金。早期的小变形使fcc晶粒产生较低密度位错列和弯曲位错,而bcc晶粒中位错的攀移和剪切机制占主导地位。较大塑性变形后,位错的交滑移和扭折现象频繁发生,而高密度的位错缠结形成位错胞结构。     

不锈钢表面FeCoCrAlCuNiMo_x激光高熵合金化层的相演变

采用激光高熵合金化技术在2Cr13不锈钢表面制备FeCoCrAlCuNiMox(x=0,0.5,1,摩尔分数)激光高熵合金化层.利用XRD,SEM,EDS及显微硬度计对FeCoCrAlCuNiMox激光高熵合金化层的相转变机制、微观组织形貌及硬度进行研究.结果表明,2Cr13不锈钢基材主元素Fe,Cr在激光辐照条件下参与了表面合金化过程,形成了FeCoCrAlCuNiMox激光高熵合金化层;随着Mo含量的增加,合金化层相结构逐渐由fcc+bcc双相固溶体结构转变为fcc+bcc+hcp三相共存,hcp相主要为Ni3Mo和Co7Mo6,且Ni3Mo相含量高于Co7Mo6相;熔池的凝固温度在激光高熵合金化层相选择过程中起到重要作用.激光高熵合金化层显微组织为典型的枝晶组织;随着Mo含量的增加,枝晶内析出块状Ni3Mo和Co7Mo6相.FeCoCrAlCuNiMox激光高熵合金化层的显微硬度在390~490HV之间,且Mo含量的增加显著提高高熵合金化层的硬度.     

FeCoNiAlCu_x多主元高熵合金组织与力学性能的研究

采用XRD、SEM、EDS、硬度测试和压缩试验等方法,研究了Cu含量对FeCoNiAlCu_x高熵合金组织与力学性能的影响。结果表明:FeCoNiAlCu_x合金均由fcc相和bcc相组成,但随着Cu含量的增加,fcc相增多,而bcc相减少;该合金为树枝晶组织,枝晶间存在明显的Cu富集,并且Cu含量的增加加剧了Cu元素在枝晶间的偏聚,但在枝晶内没有变化。同时,Cu含量的增加促进了合金塑性的提高,FeCoNiAlCu_(1.5)合金的压缩应变最大,为36.1%,但是降低了合金的屈服强度和显微硬度;FeCoNiAlCu_(0.5)合金的显微硬度最高,为569 HV;FeCoNiAlCu_(0.8)合金的屈服强度最大,为1256MPa。     

CoCrFeNiTiAlx高熵合金的组织演变及其力学性能研究

采用真空电弧炉熔炼法制备了CoCrFeNiTiAl_x高熵合金(x=0、0.25、0.5、0.75、1、1.5、2,x为摩尔比)。研究了Al含量对于CoCrFeNiTiAl_x高熵合金相结构和力学性能的影响。结果表明:CoCrFeNiTi合金为FCC晶体结构。随着Al含量的增加,晶体结构开始向BCC晶体结构转变。CoCrFeNiTiAl_x合金的显微组织为树枝晶组织,枝晶区富含Co、Ni、Ti和Al元素,枝晶间富含Cr和Fe元素。CoCrFeNiTiAl_x展现出优异的室温力学性能,当x=0.5时性能最佳,枝晶区显微硬度为829HV、枝晶间显微硬度为952HV、抗压强度为2.023GPa、弹性模量为21.29GPa。     

添加微量B元素对Al19Co20Fe20Ni41共晶高熵合金显微组织及性能的影响

同时强化合金的力学性能和磁性能是软磁材料的理想化制备策略。通过制备非等原子比的Al19Co20Fe20Ni41共晶高熵合金,研究硼元素合金化对显微组织演变、相形成、力学性能和软磁性能的影响。随着B含量的增加,(Al19Co20Fe20Ni41)100-xBx合金的显微组织从最初的层片状共晶组织(x=0)转变为离异共晶组织(x>0.6)。细小的硼化物从晶间相中析出(x≥0.6)。合金的硬度从HV 328.66增加到HV 436.34。压缩力学性能测试结果显示合金发生从塑性材料向脆性材料的转变。Al19Co20Fe20Ni41合金具有良好的软磁性能,微量的B添加对其软磁性能的影响很微弱。当用作软磁性材料时,合金电阻率的增加可以有效地减少涡流损耗。     

粉末冶金制备AlNiCrFeCuMo_x高熵合金及其性能(英文)

采用粉末冶金法制备AlNiCrFeCuMox(x=0～0.2)合金,研究Mo含量对合金微观组织以及力学性能的影响。随着Mo含量的增加,AlNiCrFeCuMox合金的微观组织均为典型的花瓣状枝晶,且由于高熵效应,使得体系的相组成十分简单,均为bcc和fcc;bcc最高峰的强度会逐渐降低,相应地fcc的强度有所增加,所以Mo元素促进了fcc结构的生成。同时,当x=0.1时,合金拥有较好的力学性能,硬度达到5160MPa,断裂强度为1161MPa,最大变形率为24.4%。AlNiCrFeCuMox合金的力学性能变化是元素性质与晶体结构综合作用的结果。     

Al_xFeCrCoNi_(1-x)合金组织结构及摩擦磨损性能研究

研究不同含量Al、Ni的AlxFe Cr Co Ni(1-x)(x=0.2,0.4,0.5,0.6,0.8)多主元高熵合金的组织结构及其对摩擦磨损性能的影响。结果表明:随着x的增加,合金的组织结构由单一的fcc相逐渐转变为单一的bcc相,合金的硬度和磨损性能也随之提高。这主要是因为合金的高熵效应抑制了金属间化合物的形成,从而形成简单的固溶体结构。     

Si和Co对LaFe13-x-ySixCoy合金凝固组织和相形成的影响

采用电弧熔炼的方法研究了LaFe13-x-ySixCoy合金的凝固行为。应用XRD和SEM扫描电镜分析了合金组织结构和相组成。结果表明：La（Fe,Co,Si）13相是包晶反应生成的,Si和Co含量变化对合金的凝固行为有很大的影响,当Si含量x≤1．0、y=0-0.6时合金显微组织由α-（Fe,Si）相和共晶相组成,当x=0时共晶相La＋α-Fe,x〉0共晶相NLa（Fe,Co）Si相,α-（Fe,Si）相为主要相,随Si含量增加La（Fe,Co）Si相增多;x=1．5、y=0.2～0．6时合金显微组织由α-（Fe,Si）相、La（Fe,Co,Si）13相和La（Fe,Co）Si相组成,随Co含量增加La（Fe,Co,Si）13相增加。     

Microstructure and Properties of Al0.4FeCrNiCo1.5Ti0.3 High Entropy Alloy Prepared by MA-HP Technique

采用机械合金化-真空热压烧结(MA-HP)法制备了Al0.4FeCrNi Co1.5Ti0.3高熵合金。利用XRD、SEM和力学压缩试验机分析Al0.4FeCrNiCo1.5Ti0.3合金的微观组织、相转变以及力学性能。结果表明:经高能球磨10 h,合金中形成了简单固溶体fcc和bcc相,而经过热压烧结的Al0.4Fe Cr Ni Co1.5Ti0.3合金以单一fcc相及2种bcc相(bcc1、bcc2)组成。热压烧结Al0.4Fe Cr Ni Co1.5Ti0.3合金致密度达99.48%,其微观硬度(HV),屈服强度、断裂强度、压缩率分别达到725 MPa,2.13 GPa,2.54 GPa,20.1%,合金优异的力学性能主要是因为合金的固溶强化;断裂模式为解理断裂及塑性断裂的混合机制。     

MA-HP法制备Al_(0.4)FeCrNiCo_(1.5)Ti_(0.3)高熵合金组织与性能研究(英文)

采用机械合金化-真空热压烧结(MA-HP)法制备了Al0.4FeCrNi Co1.5Ti0.3高熵合金。利用XRD、SEM和力学压缩试验机分析Al0.4FeCrNiCo1.5Ti0.3合金的微观组织、相转变以及力学性能。结果表明:经高能球磨10 h,合金中形成了简单固溶体fcc和bcc相,而经过热压烧结的Al0.4Fe Cr Ni Co1.5Ti0.3合金以单一fcc相及2种bcc相(bcc1、bcc2)组成。热压烧结Al0.4Fe Cr Ni Co1.5Ti0.3合金致密度达99.48%,其微观硬度(HV),屈服强度、断裂强度、压缩率分别达到725 MPa,2.13 GPa,2.54 GPa,20.1%,合金优异的力学性能主要是因为合金的固溶强化;断裂模式为解理断裂及塑性断裂的混合机制。     

WC颗粒对激光熔覆FeCoCrNiB高熵合金涂层组织结构与耐磨性的影响

采用CO2横流激光器制备添加WC颗粒的FeCoNiCrB高熵合金涂层,研究WC颗粒对涂层组织结构和耐磨性能的影响。结果表明:未加WC时,涂层由条状M3B相和基体fcc相两相组成。当WC含量为5%时,涂层中出现M3C相,涂层由M3B相、fcc相和M3C组成。当WC含量为10%时,涂层组织发生较大变化,变为枝晶组织,其中枝晶对应M23(C,B)6相,枝晶间由网状M7(C,B)3相和fcc相组成。WC含量为20%时,涂层仍为枝晶组织,枝晶对应M23(C,B)6相,枝晶间中网状组织消失,枝晶间为fcc相。随着WC含量的增加,涂层的硬度和耐磨性能提高。     

激光熔覆FeCrNiCoMnBx高熵合金涂层的组织结构与性能

采用激光熔覆技术制备FeCrNiCoMnB_x高熵合金涂层,研究了硼含量对激光熔覆FeCrNiCoMnB_x高熵合金涂层的组织结构、硬度和摩擦磨损性能的影响,以及硼化物中层错形成机制。结果表明:涂层均由简单fcc结构固溶体和硼化物两相组成。当硼含量x≤0.75时,生成的硼化物以(Cr,Fe)_2B相为主;而当硼含量x=1时,生成大量的(Fe,Cr)_2B相。随着硼含量的增加,涂层中的硼化物含量增加,硬度增大,耐磨性能增强。硼化物(Fe,Cr)_2B相在(110)面存在大量堆垛层错。硼化物中的层错是(Fe,Cr)_2B相通过(110)面的层错(滑移距离为1/4[111])方式而向(Cr,Fe)_2B相转变而产生。