AlCoCrNiSiTi_x高熵合金微观组织结构与力学性能

通过XRD、SEM、EDS分析及显微硬度测试,研究了不同Ti含量的AlCoCrNiSiTix高熵合金微观组织结构与力学性能。结果表明:AlCoCrNiSiTix高熵合金主要以bcc1+bcc2两相共存,其中bcc1为AlNi固溶体,bcc2为CrSi固溶体。随着Ti元素的添加,合金中出现了少量Ni3Ti金属间化合物;合金铸态组织形态呈树枝晶状,微观组织中Al、Ni、Ti主要存在于枝晶内,Cr、Si主要偏析于枝晶间;同时合金硬度显著提高。     

非均匀组织FeMnCoCr高熵合金的微观结构和力学性能

提出了一种简单的高熵合金加工工艺,即对Fe-Mn系高熵合金采用中等形变量冷轧和中温短时退火相结合的方法,获得了由晶粒尺寸为数十微米的形变晶粒和超细尺度再结晶晶粒组成的非均匀结构.通过向合金中同时引入由高密度位错、晶粒细化、析出相、ε-马氏体、α-马氏体和回复孪晶等微观结构特征及变形过程中持续发生的形变孪生、ε-马氏体相...     

多组元Alx（TiVCrMnFeCoNiCu）100-x高熵合金系微观组织研究

制备了一族多组元A1x（TiVCrMnFeCoNiCu）10-x（x=0，11．1，20，40）（x为原子百分数，下同）伪二元高熵合金，研究了该新型合金系的显微组织。结果表明：Al含量为零时，合金为fcc，bcc，σ相和非晶相等多相共存；随着Al含量的增加，合金微观组织趋于简单，当x=20时，合金中只有bee简单固溶体；但当Al含量继续增加到x=40时，合金中开始出现Al，Ti等金属间化合物；多组元合金的高混合熵效应能够有效抑制金属间化合物等复杂相的析出，有助于简单固溶体的形成。使该合金系的相数低于由Gibbs相律所定的最大平衡相数。     

高熵合金强化机制的研究进展

高熵合金是一种多主元合金, 相比于传统单一主元合金具有不同的变形机制和强韧化机制。现有的研究结果表明,高熵合金的强韧化潜力明显优于传统合金,是一种极具应用前景的新型结构材料。本文综述了近年来高熵合金在强化机制领域的研究进展,对高熵合金的多种强化机制进行了讨论分析,并指出了影响高熵合金强化的因素,最后给出了高熵合金强韧化研究的方向。     

MoNbZr高熵合金微观组织的研究

以三元MoNbZr高熵合金为研究对象,采用电弧熔炼法制备MoNbZr高熵合金,并采用Metalloscope、XRD、SEM和EDS等方法对合金微观组织的特征进行表征.结果表明,合金主要由发达的含高熔点组元Mo、Nb、Zr的枝晶组织组成,枝晶的特征长度约100 μm,且大小均匀,有二次三次枝晶生成;合金的凝固组织具有一定的取向性;2 μm左右的ZrO2粒子第二相弥散分布于合金中;铸态合金硬度达到739 HV,热处理后硬度达到796 HV.     

部分再结晶对NiFeCoCrMn高熵合金显微组织和拉伸性能的影响

为了调控NiFeCoCrMn高熵合金强度和塑性之间的平衡关系,采用传统的热力学加工技术(冷轧和再结晶),通过不同的再结晶退火工艺得到不同程度的位错强化,并对具有不同再结晶比例的合金进行拉伸性能测试.随着再结晶比例的增加,即应变硬化程度的下降,合金的均匀伸长率和加工硬化率显著提高,但屈服强度和抗拉强度降低.尤其在650℃...     

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％.     

AlMgZnSnCuMnNi_x高熵合金的微观结构和电化学性能

采用XRD,OM,SEM,EDS和电化学等方法,研究了镍含量对AlMgZnSnCuMnNix高熵合金相结构、显微组织和电化学性能的影响。结果表明,当镍含量较低时,合金由FCC(面心立方)相、四方相以及少量未知结构组成。随着镍含量的增加,四方相消失。AlMgZnSnCuMnNi合金显微组织的均匀性优于AlMgZnSnCuMn合金,在两种合金中,每个区域都由多种元素组成,不存在单一元素组成的区域。当镍含量较高时,在自腐蚀电位以上较宽的电位范围内,出现了明显的钝化区间。AlMgZnSnCuMnNix合金的自腐蚀电位都比较低。随着镍含量增加,合金的自腐蚀电位整体来讲是上升的,从-1.429V(vs.SCE,下同)上升到-1.029V。自腐蚀电流密度从x=0时的2.41×10-4 A/cm2降低到x=1时的1.13×10-5 A/cm2。     

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。     

TiZrHfNbSc难熔高熵合金组织和力学性能研究

利用真空电弧熔炼设备制备了新型TiZrHfNbSc难熔高熵合金,利用XRD、SEM、DSC等方法分析了合金的显微组织,利用显微硬度计、微控电子万能试验机测定了合金的硬度及力学性能。研究结果表明：TiZrHfNbSc难熔高熵合金为单一无序的BCC固溶体结构,晶格常数a=3.443?,合金密度约为7.16g/cm_³;合金的维氏显微硬度约380,屈服强度σ_0.2=650MPa,压缩变形率达到60%以上,合金的强化机制为固溶强化。     

Effects of Chromium on the Microstructures and Mechanical Properties of AlCoCrxFeNi2.1 Eutectic High Entropy Alloys

In the present study,a series of AlCoCrxFeNi2.1 (x=0,0.25,0.5,0.75,1.0) eutectic high entropy alloys (EHEAs) have been designed and prepared.And the effect of Cr content on the microstructures and mechanical properties of the AlCoCrxFeNi2.1 alloys was systematically investigated.The results indicate that the AlCoCrxFeNi2.1 (x ＞ 0) alloys exhibit almost complete lamellar eutectic microstructures with a mixture structure of FCC and B2 phases.And the AlCoFeNi2.1 alloy without Cr element exhibited a hypoeutectic microstructure with a primary B2 phase.In addition,the eutectic microstructures for AlCoCrxFeNi2.1 eutectic alloys do not change significantly.The room temperature compressive tests results show that with an increase in Cr content (from x =0 to x =1.0),the yield strength will first decrease,and thereafter increase.The trend is the opposite with the fracture strength and plastic strain.They show an increase trend at first,and then decrease.The AlCoCr0.5FeNi2.1 (Cr0.5) alloy shows the best comprehensive mechanical properties.The tensile yield strength,fracture strength,and elongation are 536.5 MPa,1062 MPa,and 13.8％,respectively.Furthermore,the Cr0.5 alloy also displays a high strength with a yield strength of 362 MPa at 700 ℃.In summary,by changing the Cr content,AlCoCrxFeNi2.1 eutectic high entropy alloys with excellent comprehensive mechanical properties were obtained and prepared.     

高熵合金薄膜微观结构与摩擦学性能的研究综述

在机械系统运行中存在的摩擦磨损问题直接影响系统的工作效率、运行可靠性和使用寿命。如何降低摩擦磨损对机械系统运行的影响至关重要。通过特殊的表面处理工艺在关键工件表面沉积耐磨损、自润滑的薄膜在众多的减摩降损方法中效果突出。相较于传统薄膜,高熵合金薄膜具有独特的微观结构和优异的力学性能,在摩擦领域表现出极佳的发展潜力。概述了近年来有关高熵合金薄膜的研究进展。首先介绍了高熵合金薄膜的基本概念和制备方法,论述了这些制备方法的原理、优缺点和适用领域。其中,通过磁控溅射法制备的高熵合金薄膜的表面光滑致密、成分均匀性好、膜基结合强度较高、组织结构可控,该方法已成为高熵合金薄膜最常用的制备方法。重点论述了采用磁控溅射法来调节元素组分、工艺参数、界面结构对高熵合金薄膜的微观结构和摩擦性能的影响,并从耐磨损性和减摩自润滑性等方面分析改善高熵合金薄膜摩擦学性能的关键因素。高熵合金薄膜具有硬质的组织结构、表面光滑致密、膜基结合牢固等特点,这是提升耐磨损性能的关键。通过复合自润滑相或氧化磨损诱导生成致密的润滑膜,可显著改善其减摩性能。总结了目前研究中存在的问题和不足,并就未来高熵合金薄膜在摩擦领域的研究方向进行了展望。     

稀土元素对镁合金高温力学性能的影响

制备了三种稀土镁合金并对其进行了室温和高温力学性能测试,用X射线、金相显微镜以及扫描电子显微镜对试验合金铸态及挤压态组织进行了分析。结果表明:稀土元素与镁形成的化合物分布在铸态组织晶界并在挤压后沿挤压方向分布,不同的稀土元素对合金高温力学性能有不同的影响。含Nd的合金高温抗拉强度高于含Ce的合金,含 Nd和Y的合金又高于含Nd的合金,其中,含Nd和Y的合金在250℃时抗拉强度为219．6 MPa。高温力学性能的提高主要是由于稀土元素的固溶强化和镁-稀土化合物晶界强化共同作用的结果。     

稀土元素对镁合金高温力学性能的影响

制备了三种稀土镁合金并对其进行了室温和高温力学性能测试，用X射线、金相显微镜以及扫描电子显微镜对试验合金铸态及挤压态组织进行了分析。结果表明：稀土元素与镁形成的化合物分布在铸态组织晶界并在挤压后沿挤压方向分布，不同的稀土元素对合金高温力学性能有不同的影响。含Nd的合金高温抗拉强度高于含Ce的合金．含Nd和Y的合金又高于含Nd的合金，其中，含Nd和Y的合金在250℃时抗拉强度为219．6MPa。高温力学性能的提高主要是由于稀土元素的固溶强化和镁一稀土化合物晶界强化共同作用的结果。     

FeCrNiMn双相高熵合金高温压缩过程中的组织演变

为了研究双相高熵合金（HEA）在高温变形过程中的微观组织演变,在900至1050 ℃的温度下进行了不同应变速率的压缩试验。选择了4种典型的流动曲线,并对相应的微观组织进行了分析,以研究双相HEA的动态再结晶（DRX）和织构演变。结果表明,在应变速率为0.1和0.01 s^-1时,变形试样的流动曲线完全不同。力学流动曲线的差异与DRX和织构演化过程有关。在1050 ℃和0.1 s^-1下压缩后,获得了结合<110>和<100>的双组分组织结构,这是因为高温下扩散控制的溶质阻力占主导地位。此外,bcc相的影响依赖于界面边界和颗粒周围的应变不均匀性,因为没有发生相变,大部分应变由fcc相容纳。     

TaWTiVCr高熵合金薄膜的制备及微观结构、力学性能研究

目的使用磁控溅射设备进行共沉积,制备不同元素组成的TaWTiVCr高熵合金薄膜,并对薄膜力学性能进行表征,为该体系高熵合金最佳元素组成的筛选提供依据。方法在共沉积中,通过对TaW和TiVCr两组中间合金靶的沉积电流进行调整,实现薄膜元素组成的调整。使用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、能量色散X射线光谱仪(EDX)和原子力显微镜(AFM),研究了不同元素组成下薄膜的表面形貌、粗糙度、元素组成及相结构的变化。使用纳米压痕法分析了材料的硬度和模量,通过往复磨损实验分析了材料的耐磨性,使用共聚焦显微镜(CLSM)计算磨损体积,同时将力学性能的实验数据以及热力学计算的结果相结合进行分析。结果随Ti、V、Cr含量的增加,薄膜结晶性能变差,由BCC晶体结构向BCC+非晶态混合结构转变,表面形貌由褶皱状形貌转变为凹坑状形貌,并伴有微小团聚颗粒形成。硬度和模量先升高,随后下降,其中Ta_(24)W_(25)Ti_(16)V_(18)Cr_(17)薄膜在多种强化机制的作用下,表现出最好的力学性能,硬度和模量分别达到27.61 GPa和274.42 GPa。同时受较高的硬度和特殊表面形貌特征影响,薄膜表现出较低的平均摩擦系数和磨损率,分别为0.34和5.01×10~(-9) mm~3/(N·mm),具备优异的耐磨性能。结论通过共沉积法制备高熵合金薄膜并进行表征,可以快速筛选出TaWTiVCr高熵合金的最佳元素组成,在特定的元素组成下,形成BBC和非晶态混合结构有助于提高材料的力学性能。     

粉末冶金Cu-Zr合金的微结构及性能研究

采用高纯、高速N2(99.999%)流作为介质淬火处理在真空下固溶的粉末冶金Cu-Zr合金,然后时效处理.用HV、HB、XRD、TEM、SEM、EDS等来表征不同状态下的合金组织性能.结果表明:随着固溶时间的增加,合金的布氏硬度(HB)和导电率减小,而显微硬度(HV)增加:铜锆合金时效析出Cu2Zr,时效处理时间小于12 h时,合金的HB和导电率增加而HV减小,时效处理时间大于12 h时,合金的HB和HV减小而导电率增加,沉淀相长大.     

高镍合金铸铁的组织与性能研究

采用高频感应加热设备熔配合Ni量为20％～60％的高镍合金铸铁样品,研究了Ni含量对铸铁基体组织、石墨形态及合金硬度的影响.结果表明,在高Ni合金铸铁中,随着Ni含量的增大,一方面,合金的石墨化能力显著增强,可以获得无渗碳体相的凝固组织,石墨形态由粗大片状依次向细小片状→点状→粗化点状转变;另一方面,合金结晶温度区间变窄,成分过冷倾向减小,奥氏体枝晶分枝能力减弱,形成了形态不甚发达的粗大枝晶乃至等轴晶组织,在Ni余量为20％及以上时高镍合金铸铁的硬度呈现出单调减小的趋势.     

Al-Mg合金的组织及力学性能

测试了不同成分的Al-Mg的力学性能,并分析了其显微组织。结果表明,增加Mg含量可以提高合金的强度及塑性,对合金的显微组织影响不大。