热处理对真空热压烧结NiCrCoTiV高熵合金组织结构及耐腐蚀性能的影响

采用真空热压烧结技术制备了NiCrCoTiV高熵合金,并分别在500℃、600℃和700℃下对高熵合金进行18h保温热处理。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、电化学测试系统研究了不同热处理温度对高熵合金物相结构、微观组织及耐腐蚀性能的影响。结果表明,高熵合金的物相组成在不同温度热处理后均未发生明显改变,表现出良好的热稳定性。热处理后,高熵合金晶粒细化,析出相减少;热处理温度越高,晶粒细化效果越好。相比于未热处理的试样,热处理后试样的耐腐蚀性能明显提高,并且随热处理温度升高,耐腐蚀性能呈上升趋势。     

AlCoCrNiSi_x高熵合金微观组织结构与力学性能

通过XRD,SEM,EDS分析和显微硬度测试,系统研究了Si含量对AlCoCrNiSix高熵合金铸态组织的相结构变化、微观组织形貌特征和力学性能。结果表明:随Si含量的增加,合金相结构由单一的bcc1固溶体结构逐步转化为bcc1+bcc2结构共存,其中bcc1为AlNi基的固溶体,bcc2为CrSi固溶体。随Si含量的增加,合金的铸态组织由枝晶形态向胞状形态转变。微观组织中Al,Ni主要存在于枝晶内,Si则偏析于枝晶间。Si具有显著提高合金硬度的作用,硬度最大值达到HV991。     

退火态CoFeNiCrMnBx高熵合金微观组织和力学性能

采用真空电弧熔炼炉制备了CoFeNiCrMnB_x高熵合金,并对其退火处理。结果表明：CoFeNiCrMnB_0.15和CoFeNiCrMnB_0.20合金经1 100℃×20 h退火后,枝晶间组织均为颗粒状Cr₂B相,且随着B含量的增加,颗粒状Cr₂B相也增多。CoFeNiCrMnB_0.20合金的屈服强度和抗拉强度分别为496 MPa和890 MPa,较铸态CoFeNiCrMn合金的分别提高了104.0%和79.4%。     

多主元高熵合金FeCoNiCuxAl微观组织结构和性能

研究了不同Cu含量的FeCoNiCuxAl高墒合金的微观引织和性能特点,（x表示摩尔比,x=0、0．5、0．8、1．0、1．5、2）,分别用X衍射、扫描电镜和维氏硬度测试Cu含量的变化对合金组织和硬度的影响。研究表明,此合金体系容易形成简单FCC结构和BCC结构的固溶体,Cu含量增加会促进FCC固溶体的形成。Ca的含量的变化对合金硬度的影响较大。随着Cu含量的增加,合金的硬度显著降低,硬度的高低主要取决于显微组织形态和体系中BCC固溶体的含量的多少。     

Ti0.5AlCoFeNiCrx高熵合金的微观组织结构与力学性能

通过XRD分析、SEM观察和压缩实验研究了不同Cr含量对Ti0.5AlCoFeNiCrx(x为摩尔比,x=0,0.5,1,1.5,2,3)高熵合金微观组织结构与力学性能的影响。结果表明:当合金不含Cr时,呈现单一的体心立方结构;当加入Cr元素后,出现了另一种富Cr的体心立方相。随着Cr含量的增加,组织从树枝晶逐渐转变到亚共晶、共晶和过共晶组织,表明Cr能促使合金发生共晶反应。适量的Cr元素能显著提高合金的压缩力学性能,其中Ti0.5AlCoFeNiCr0.5合金具有最好的压缩强度和塑性。     

Al_xCoCrFeNiCu_2高熵合金的组织结构及力学性能

采用真空电弧熔炼技术制备出不同Al含量的AlxCo Cr Fe Ni Cu2的高熵合金,研究Al含量对该高熵合金的微观组织及力学性能的影响。结果表明,该铸态高熵合金合金具有简单的bcc相固溶体结构及fcc相固溶体结构。AlxCo Cr Fe Ni Cu2(x=1,2和3)合金中fcc相固溶体的含量在增加;当x=4,5时,合金中bcc相固溶体的含量增加。合金的硬度随着Al元素的增加而提高。制备出的5种合金中Al4Co Cr Fe Ni Cu2硬度值最高。Al3Co Cr Fe Ni Cu2高熵合金具有较高的屈服强度和断裂强度。     

CuAgAlFeNi高熵合金的微观组织和性能

利用真空电弧炉熔炼CuAgAlFeNi高熵合金。分析表明:合金由FCC+BCC相组成。合金中存在的严重的密度偏析,导致合金的铸态组织分为亚共晶层和固溶体层。亚共晶层由固溶少量Al的初晶Ag和(Cu-Ag)共晶组成。固溶体层则由Al、Fe、Ni和少量Cu形成的固溶体胞晶组成,在胞晶中还存在着与亚共晶层组织相同、成分相近的"共晶球"。固溶体的硬度为HK452.2,共晶层的熔点为805℃,硬度为HK160.4。     

几种AlCrNbTiVSi高熵合金的微观组织研究

利用真空非自耗电弧炉熔炼了AlCrNbTiV等物质的量高熵合金铸锭、AlCrNb2Ti2V0.5非等物质的量高熵合金和AlCrNb5TiVSi六元合金。分别对这3种合金进行了OM、XRD、SEM和EDS分析;研究了合金中的物相组成、微观组织和成分分布规律。实验结果表明,AlCrNbTiV高熵合金和AlCrNb2Ti2V0.5高熵合金都只形成了BCC结构高熵固溶相,且未产生金属间化合物相。而AlCrNb5TiVSi合金尽管配位熵很高,但由于Si的电负性,生成了离散分布的Nb5Si3金属间化合物。对AlCrNbTiV高熵合金和AlCrNb2Ti2V0.5高熵合金在单个晶粒中的成分分布进行分析,发现在高熵效应作用下,合金各元素含量波动较小,平均偏差均小于2%(原子分数),但两种合金元素含量存在微弱的变化趋势,如Nb在晶粒中心的含量比晶粒边缘略高,而另一些元素如Cr则恰好相反,表明在凝固和形核过程中仍然不可忽略元素熔点和原子半径效应。     

快速凝固AlCoCrFeNi2.1共晶高熵合金的微观组织演变和力学性能

使用真空快速凝固设备制备不同直径的AlCoCrFeNi_2.1合金铸棒和薄带,研究了冷却速率对多主元共晶高熵合金的微观组织和力学性能的影响。结果表明,全部试样均由FCC和B2两相组成。不同直径的合金铸棒均为常规共晶组织,只在表层某些位置观察到胞状共晶组织。铸棒的直径越小,冷却速率越大,规则共晶组织的片间距(λ)越小,其屈服强度越高。当铸棒直径由8 mm减小至2 mm时表层区域的λ值由530.4 μm减小至357.0 μm,轴心区域的片间距由712 μm减小至474 μm,合金的屈服强度由690 MPa提高到877 MPa。结合合金薄带的微观组织分析结果表明,随着冷却速率的提高AlCoCrFeNi_2.1合金依次形成规则和非规则混合共晶组织、胞状共晶组织和树枝状组织。     

难熔高熵合金的研究进展及应用

高熵合金不同于传统工程合金,是由多种元素以等摩尔或近等摩尔的比例混合,形成的以简单固溶体结构为基体的系列成分复杂合金。其中含高熔点元素的难熔高熵合金具有较高的高温强度和优异的高温抗氧化性能及耐蚀性能等突出特点,其潜在的高温应用价值引起了广泛关注。详细阐述了难熔高熵合金的研究现状及应用,根据晶体结构类型将难熔合金体系进行了分类,并对各类体系中的微观组织特征进行了概述;进而归纳总结了难熔高熵合金的各种性能,包括高强度、耐磨性、高温抗氧化性、耐蚀性能等;最后对难熔高熵合金的发展及应用前景进行了展望。     

热处理对TiAl基铸造合金组织形态的影响

研究了不同热处理制度对Ti-47Al-2Nb-2Cr-0.2Si(原子分数，%）铸造合金组织形态的影响。研究表明Ti-47Al-2Nb-2Cr-0.2Si铸造合金快速冷却的铸造组织是单相γ的层片状组织；通过热处理可以有效控制合金的相组成，并且可以细化组织，经适当热处理，合金的晶粒尺寸可以达到40-50μm。     

粉末冶金TiVNbTa难熔高熵合金的组织和力学性能

将机械合金化(MA)与放电等离子烧结(SPS)相结合制备了难熔TiVNbTa高熵合金,研究了这种合金的机械合金化过程、相组成和显微组织,以及烧结温度和O、N含量对其力学性能的影响。结果表明:机械合金化后高熵合金粉末为BCC结构,放电等离子烧结成的块体高熵合金由BCC基体和FCC析出相组成,其析出相为TiN+TiC+TiO的复合物。烧结温度为1100℃的高熵合金具有良好的综合力学性能,压缩屈服强度达到1506.3 MPa,塑性应变为33.2%。随着烧结温度的提高,合金发生了从准脆性到塑性再到脆性断裂的转变。O和N含量的提高对高熵合金强度的影响较小,但是使其塑性显著降低。     

Lattice-Distortion-Enhanced Yield Strength in a Refractory High-Entropy Alloy

Severe distortion is one of the four core effects in single-phase high-entropy alloys (HEAs) and contributes significantly to the yield strength. However, the connection between the atomic-scale lattice distortion and macro-scale mechanical properties through experimental verification has yet to be fully achieved, owing to two critical challenges: 1) the difficulty in the development of homogeneous single-phase solid-solution HEAs and 2) the ambiguity in describing the lattice distortion and related measurements and calculations. A single-phase body-centered-cubic (BCC) refractory HEA, NbTaTiVZr, using thermodynamic modeling coupled with experimental verifications, is developed. Compared to the previously developed single-phase NbTaTiV HEA, the NbTaTiVZr HEA shows a higher yield strength and comparable plasticity. The increase in yield strength is systematically and quantitatively studied in terms of lattice distortion using a theoretical model, first-principles calculations, synchrotron X-ray/neutron diffraction, atom-probe tomography, and scanning transmission electron microscopy techniques. These results demonstrate that severe lattice distortion is a core factor for developing high strengths in refractory HEAs.     

Effects of Fe/Ni Ratio on Microstructure and Properties of FeNiCrAlNb High-Entropy Alloys

Herein, the effects of Fe/Ni ratio on the microstructure, mechanical properties, and corrosion resistance in a 3.5 wt% NaCl solution of Fe_xNi_65−xCr₂₀Al₁₀Nb₅ are investigated systematically. It is found that the phases shifted from the FCC-dominated to the BCC-dominated with the molar ratio of the Fe/Ni increased. The strength of Fe_xNi_65−xCr₂₀Al₁₀Nb₅ increases with the molar ratio of Fe/Ni further increased, while the plasticity decreases. The yield strength reaches 1,653 MPa at x = 45. The alloy exhibits the best corrosion resistance when x = 35 which is attributed to the dominant FCC phases in the dendritic region.     

AlCoCrCuFeNi高熵合金激光加工组织及性能研究

目的 针对液压支架立柱表面处理提出了新一代“激光包覆焊”新思路,着重探讨高熵合金AlCoCrCuFeNi作为薄带材料的可行性。方法 采用真空熔炼的方法制备高熵合金AlCoCrCuFeNi的铸锭,用光纤激光器对AlCoCrCuFeNi高熵合金进行单道焊接和连续多道表面重熔。通过金相显微镜观察重熔层的表面形貌、X射线衍射仪进行物相分析、显微硬度计测定硬度,并进行摩擦磨损试验和腐蚀试验来研究重熔层的耐磨性和耐蚀性。结果 高熵合金AlCoCrCuFeNi铸态母材组织为等轴树枝晶,Cu在枝晶间区严重偏析,焊后晶粒更加细化,偏析现象也得到缓解,硬度上升了29.9%,铸态母材与焊缝的物相均为单一的FCC相;经激光重熔后,高熵合金AlCoCrCuFeNi形成了等轴、细小、均匀、致密的晶粒组织,激光重熔层最大硬度为HV669,重熔层摩擦因数和摩擦磨损量均小于铸态母材,激光重熔层和铸态母材均在氯化钠溶液中耐蚀性较强,在盐酸溶液中的耐蚀性较差。结论 高熵合金AlCoCrCuFeNi经激光重熔后,焊后晶粒更加细化,偏析现象也得到缓解,晶粒尺寸在5~8 μm左右。作为薄带的备选材料,高熵合金AlCoCrCuFeNi满足耐磨性高、耐蚀性高（激光重熔后略低于铸态母材）、可焊性好的3个基本要求。     

Phase Engineering of High-Entropy Alloys

High-entropy alloys (HEAs) are based on five or more principal elements with equal or nearly equal molar fractions and possess many significant advantages over traditional alloys, including high strength and hardness, excellent corrosion resistance, outstanding thermal stability, and irradiation resistance. Phase structure plays a vital role in determining the property of HEAs. For further enhancing the performance of HEAs in various application fields, a controllable synthesis with desired phases is required. In this review, the diverse phase structures of HEAs and the related properties are first introduced. Then, alternative tuning strategies to promote the desired phase structure of HEAs are focused upon. Property adjusting of phase-engineered HEAs is also discussed in depth. Lastly, some insights into the challenges and future prospects in this rapidly emerging research field are provided.