Al_(0.5)CrCoFeNi高熵合金高温氧化的研究

采用真空电弧炉在氩气保护下熔炼Al0.5Cr Co Fe Ni高熵合金,在不同温度(800~1100℃)下进行100 h的高温氧化实验,测定其氧化动力曲线,采用X射线衍射仪和扫描电镜等方法分析氧化层结构和形貌。结果表明:Al0.5Cr Co Fe Ni高熵合金在800和900℃形成的氧化膜较完整且致密,具有较为优异的抗氧化性能。在1000和1100℃形成的氧化膜较厚,膜内有大量裂纹与孔洞,抗氧化性能较差。氧化初期,界面反应起主导作用,随着氧化膜的生长,扩散过程发挥越来越重要的作用,成为继续氧化的控制因素,以致一种或多种合金元素氧化物在表面析出,形成尖晶石类内层氧化物Ni Cr2O4、Co Cr2O4、Fe(Cr,Al)2O4内氧化层。在高温氧化过程中,N2会参与反应,与Al发生较强反应,生成Al N颗粒,进一步的氧化过程使Al N再次氧化,N2逃逸,留下具有Al N外形的空洞。     

塑性变形对Al0.5FeCoCrNi高熵合金组织结构和性能的影响

通过真空电弧熔炼制备了Al0.5FeCoCrNi高熵合金,采用轧制方法获得轧制变形量分别为30%、60%和90%的塑性变形合金,利用金相显微镜、X射线衍射分析仪、扫描电镜及附带能谱分析仪、透射电镜、硬度计和摩擦磨损试验机,研究塑性变形对合金组织结构和性能的影响。结果表明,塑性变形后合金的枝晶相被压扁拉长,枝晶间相沿轧制方向被拉长。合金的加工硬化能力强,轧制变形量分别为30%、60%和90%的合金的显微硬度分别为268.8HV,348.4HV和393.9HV,但耐磨性下降。     

热处理对Al0.5CoCrFeNiB-0.2高熵合金组织结构及力学性能的影响

采用真空电弧炉制备Al0.5CoCrFeNiB0.2高熵合金,采用X射线衍射仪、金相显微镜、扫描电镜等方法研究铸态合金的组织结构及其热处理的影响,采用显微硬度计和拉伸试验测定合金热处理前后的力学性能。结果表明:Al0.5CoCrFeNiB0.2铸态合金仅由简单的体心立方结构和两个面心立方结构三相组成。合金铸态组织由树枝状初生α1相、粒状α2相和共晶组织(α1相和层片状β相)组成。退火和淬火热处理并未改变Al0.5CoCrFeNiB0.2合金的相结构。但随着热处理温度的提高,初生α1相由共晶组织β相回溶而长大的趋势更加明显。退火和淬火热处理均可强化合金。其中,经800℃×10 h退火后,合金室温抗拉强度由铸态的850.14 MPa提高到1 232 MPa;经1 000℃×10 h淬火后,合金塑性及强度均优于铸态合金,尤其是塑性显著提高。     

WC颗粒对激光熔覆FeCoCrNiCu高熵合金涂层组织与硬度的影响

采用CO2横流激光器制备添加WC颗粒的FeCoCrNiCu高熵合金涂层,研究WC含量对涂层的组织结构及硬度的影响.结果表明:不同WC含量的高熵合金涂层均由简单的面心立方结构(FCC)和体心立方结构(BCC)两相组成.随着WC含量的提高,涂层中FCC相含量不断减少,BCC相含量不断增加.WC颗粒在激光熔覆过程中发生溶解并完全溶入FCC相和BCC相中,并未引起复杂碳化物相的生成.不同WC含量的涂层均为树枝晶组织.激光熔覆过程中的快速凝固条件有利于抑制枝晶和枝晶间的成分偏聚.WC含量的提高使枝晶细化,硬度提高.     

机械合金化和真空热压烧结FeCoCrNiMn高熵合金的显微组织和力学性能（英文）

采用机械合金化和热压烧结制备FeCoCrNiMn高熵合金。结果表明,采用机械合金化得到纳米晶合金粉末,粉末相结构由面心立方结构(FCC)相以及少量的体心立方结构(BCC)相和非晶相组成。热压烧结后,合金中BCC相基本消失,同时伴随着σ相和M23C6相的析出;烧结温度的升高导致析出相颗粒明显长大。随着热压烧结温度从700℃升高到1000℃,合金塑性应变从4.4%增加到38.2%,而屈服强度从1682 MPa下降到774 MPa。经800℃和900℃烧结1 h的FeCoCrNiMn高熵合金具有较好的综合力学性能。     

准静态拉伸过程中CoCrFeMnNi高熵合金显微组织的演变

采用电子背散射衍射技术,研究室温下CoCrFeMnNi高熵合金在准静态单向拉伸(应变速率为1×10~(-1)s~(-1))过程中显微组织的演变。结果表明:合金的变形机制主要是位错的滑移,同时伴随着少量的孪生。当应变约为0.81%时,合金开始出现新的Σ3孪晶界。晶向001附近的拉伸轴向001方向转动,形成弱的001//RD丝织构,符合Toylor模型,晶粒拉伸轴向001-111连线转动,符合Sachs模型。晶粒尺寸显著影响晶粒的转动速率,小尺寸晶粒转动最快,大尺寸晶粒次之,中等尺寸晶粒转动最慢。晶粒Schmid因子越大,晶粒的转动越快。     

冷轧Al_(0.3)CoCrFeNi高熵合金退火再结晶组织和织构的演变

利用维氏硬度计(HV)、X射线衍射仪(XRD)、电子背散射衍射(EBSD)和透射电镜(TEM),研究了90%冷轧Al0.3CoCrFeNi高熵合金在900℃退火过程中的微观组织和织构演变规律。结果表明:退火0.5h合金发生完全再结晶,退火孪晶形成于再结晶面心立方(FCC)晶粒内;经退火1h后,富集Al-Ni原子的有序体心立方(BCC)相优先于FCC相的晶界处形核,且FCC相和BCC相均随着退火时间(1h~10h)的延长而发生晶粒长大。再结晶FCC相的织构组分主要为强{123},〈634〉S织构和强α-{110}纤维织构,{001}〈100〉立方织构随着退火时间的延长也逐渐转化为强织构;再结晶过程的进行使无择优取向的初始BCC晶核选择性长大,{111}〈112〉织构从而演变为强BCC相织构。     

Al0.5FeCoCrNi(Si0.2,Ti0.5)高熵合金的高温氧化性能

采用真空电弧炉熔炼制备了Al0.5FeCoCrNi,Al0.5FeCoCrNiSi0.2和Al0.5FeCoCrNiTi0.5高熵合金(下标均表示摩尔比)。研究了三种高熵合金在900℃空气中的抗氧化性能,并用带有能谱仪的扫描电镜和X射线衍射仪对不同成分高熵合金氧化层的形貌、成分和结构进行了对比分析。结果表明,三种高熵合金在900℃下均属于抗氧化级。Al0.5FeCoCrNi合金和Al0.5FeCoCrNiSi0.2合金的氧化增重曲线相似,Al0.5FeCoCrNiTi0.5高熵合金的氧化增重速率较大。Al0.5FeCoCrNi,Al0.5FeCoCrNiSi0.2高熵合金表面均生成Cr2O3氧化物,内部均生成少量AlN颗粒;Al0.5-FeCoCrNiTi0.5高熵合金氧化产物为CoFe2O4尖晶石氧化物及富含钛和铁的复杂氧化物,内部产生少量氮化物颗粒。     

Al_(0.3)CoCrFeNi高熵合金高压扭转过程中的组织结构演变

对面心立方(FCC)结构的Al_(0.3)CoCrFeNi高熵合金进行不同应变量的高压扭转实验,利用维氏硬度仪、电子背散射衍射、X射线衍射仪以及透射电镜系统分析变形引起的组织结构演变。结果表明:高压扭转过程中合金晶体结构并未发生改变,仍然保持为FCC结构,但引发其晶粒纳米化,平均晶粒尺寸达到30nm。晶粒细化主要是通过孪晶(包含初次孪晶与二次孪晶)、去孪晶(包含初次去孪晶与二次去孪晶)以及孪晶界分割晶粒的过程实现。孪晶和随后去孪晶的竞争作用导致孪晶宽度先减小后增大,初次孪晶和二次孪晶的最小宽度分别为2.7nm和0.9nm。     

含B量对激光熔覆FeCoCrNiB_x(x=0.5,0.75,1.0,1.25)高熵合金涂层组织结构与耐磨性的影响

采用激光熔覆技术制备FeCoCrNiBx高熵合金涂层,用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、硬度和耐磨测试等方法,研究了B含量对激光熔覆FeCoCrNiBx高熵合金涂层的组织结构、硬度和耐磨性能的影响。结果表明,随B含量的增加,合金相结构逐渐由fcc固溶体结构转变为fcc固溶体和M3B相共存,M3B相主要为Cr、Fe硼化物。随B含量的增加,枝晶组织中析出颗粒状和短棒状的M3B相,且M3B相逐渐长大成长条状。B的增加显著提高合金涂层的硬度,由4470 MPa增加到8480 MPa,且磨损量随着B的增加而减少。