CeO2掺杂对AlCoCrCuFe高熵合金的组织结构与摩擦磨损性能的影响

采用熔铸法制备等摩尔比的AlCoCrCuFe高熵合金。利用X射线衍射仪、扫描电镜、能谱分析仪、显微硬度计和摩擦磨损试验机分别测试CeO2掺杂前后对其物相结构、显微组织和摩擦磨损性能的影响。结果表明:AlCoCrCuFe由BCC和FCC双相组成,合金中掺杂1%(质量分数)CeO2后引起衍射峰强度的显著提高。两种合金显微组织均为典型树枝晶,Cu与Ce元素在晶间富集,枝晶内为调幅分解组织。CeO2的加入使合金显微硬度从441.5HV增加到475.3HV,摩擦因数与质量损失率分别从0.55,1.44%降低到0.4,1.28%。     

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。     

钴对AlFeCuCrNi高熵合金组织和性能的影响

采用真空电弧熔炼技术制备了AlFeCuCrNiCox(x=0,0.5,1.0)合金体系,通过光学显微镜、扫描电镜、电子探针、X射线衍射仪以及透射电镜研究了在AlFeCuCrNi合金中加入钴元素后显微组织及结构的变化,并对合金系的显微硬度、热稳定性及耐腐蚀性进行了研究。结果表明:AlFeCuCrNiCox(x=0,0.5,1.0)合金的显微组织均为树枝晶;合金的物相组成均为简单的体心立方和面心立方的混合结构,钴元素的加入会使合金中体心立方和面心立方的晶格常数均有所减小;所有合金均存在成分偏析现象,钴元素的加入加剧了合金中铜元素的偏析,但促进了其他元素的均匀化;钴元素的加入使合金显微硬度提高,耐腐蚀性增加;所有合金均具有较好的热稳定性。     

Cr对FeCoNiAlCrx高熵合金组织与力学性能的影响

采用真空电弧熔炼法制备FeCoNiAlCr_x(x=0,0.2,0.4,0.6,0.8,原子比,下同)高熵合金铸锭,探究Cr含量对该合金微观结构、组织及力学性能的影响。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)对合金相结构、微观组织及成分进行分析表征;采用万能试验机对合金压缩性能进行测试。结果表明：随着Cr含量的增加,合金的微观结构由单相BCC结构转变为BCC+FCC混合结构;合金微观组织由等轴晶逐步转变为树枝晶,并且合金晶粒尺寸发生了明显细化。本实验制备的五种合金都具有较好的力学性能,合金的抗压强度随着Cr含量的增加大幅度增强,当x=0时合金抗压强度和塑性应变最低,分别为1500 MPa和13.56%;当x=0.8时,合金抗压强度和塑性应变达到最大,分别为2460 MPa和30.09%;合金抗压强度的增幅达64%。这表明Cr添加对FeCoNiAlCr_x高熵合金的组织细化、抗压强度和塑性的提升具有重要作用。     

微量W元素的添加对CoCrFeNiMnAl高熵合金的组织与性能的影响EI北大核心CSCD

高熵合金(HEAs)表现出比传统合金更为优异的耐磨耐蚀性能,逐渐成为金属材料领域的研究热点。采用金属热还原法制备不同W含量的CoCrFeNiMnAlW_(x)(x=0.12,0.15,0.19)高熵合金,研究微量W元素的添加对CoCrFeNiMnAlW_(x)高熵合金的相结构、微观组织与性能的影响。采用XRD,SEM和EDS等技术表征该合金的相结构、显微组织及元素分布,利用材料表面性能测试仪和电化学工作站测定该合金的摩擦磨损性能和电化学腐蚀性能。结果表明:不同W含量高熵合金均由两种不同晶格常数的BCC相组成,随着W含量的增加,BCC1相微观相貌并没有明显的变化,但是BCC2相的微观形貌和元素分布随W含量的变化而明显变化,而耐磨损性能和耐腐蚀性能均有一定程度的提高,CoCrFeNiMnAlW_(0.19)合金的摩擦因数和磨损率分别为0.684和1.06×10^(-5)mm^(3)/(N·m),磨损机制由黏着磨损转变为黏着磨损和磨粒磨损相结合,最后再转变为摩擦磨损;在3.5%NaCl溶液中的腐蚀电流密度从6.08×10^(-6)A/cm^(2)减小到1.72×10^(-6)A/cm^(2),腐蚀速率也逐渐减小。     

CoCrFeNiSn系高熵合金组织及相分析

以CoCrFeNi合金为基体,通过添加Sn元素和改变各元素含量,设计并制备了CoCrFeNiSn、Co_0.5CrFeNiSn、CoCr_0.5FeNiSn、CoCrFe_0.5NiSn、CoCrFeNi_0.5Sn 5种高熵合金。其中CoCrFeNiSn、Co_0.5CrFeNiSn、CoCr_0.5FeNiSn、CoCrFe_0.5NiSn合金由FCC (face-centered cubic)相(黑色相)以及六方相(灰色相)组成,并且在这几种合金均出现了共晶组织,以CoCrFe_0.5NiSn合金中出现的共晶组织最多。而CoCrFeNi_0.5Sn合金则由FCC (face-centered cubic)相(黑色相)以及四方相(灰色相)组成,没有观察到共晶组织。通过观察共晶组织体积的变化,发现Fe元素的减少有利于共晶组织的形成,Ni元素的减少不利于共晶组织的形成。EDS(Energy dispersiv...     

真空熔炼多组元Cu_xAlFeNiCrTi高熵合金的显微组织和性能

多组元高熵合金是一种具有五种以上组元的新型合金。通过真空电弧熔炼炉熔铸得到了不同铜含量的高熵合金Cu_xAlFeNiCrTi(x=1和0.5),再通过光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜、透射电镜以及显微硬度计分析了高熵合金的显微组织、结构、硬度和耐腐蚀性能等。结果表明:高熵合金具有简单的相结构,合金硬度在800 HV以上,耐碱腐蚀性能优于耐酸腐蚀性能;随着铜元素含量的减少,合金结构由体心立方+面心立方结构变为体心立方结构,合金硬度增加,耐腐蚀性能提高。     

轧制处理对AlCrFe2Ni2高熵合金组织与力学性能的影响

目的 为了设计出成本低、性能优异的AlCrFe2Ni2高熵合金,并探究轧制处理对该合金微观组织与力学性能的影响。方法 使用真空电弧熔炼炉熔炼AlCrFe2Ni2合金样品,采用冷轧的方式进行塑性加工,轧制总下压量为60%,结合相图计算、X射线衍射、扫描电子显微镜等分析测试方法研究AlCrFeNi合金体系的相形成规律,以及合金变形前后微观组织、力学性能的变化情况。结果 铸态和冷轧态的AlCrFe2Ni2高熵合金由FCC_A1主相和BCC相构成,BCC区域由编织状的BCC_A2相和BCC_B2相构成。铸态下的屈服强度和抗拉强度分别为681 MPa和1 208 MPa。冷轧后的合金样品硬度和拉伸强度明显提高,经60%下压量的冷轧变形后,合金的屈服强度和抗拉强度分别提升到1 433 MPa和1 620 MPa,但伸长率由铸态的9.5%下降到轧态的2.0%。结论 相组成参数计算结合相图计算(CALPHAD)能够有效预测合金的相组成,轧制处理能够有效改善合金的力学性能。     

CrFeCoNiCu多主元高熵合金的相分析

利用高分辨SEM与TEM观察显微组织,同时结合相图分析,提出了CrFeCoNiCu多主元高熵合金相的鉴定方法,结果表明:微观组织为枝晶和枝晶间组织,枝晶间存在大量纳米析出相。主要组成相包括枝晶内的Fe,Cr,Ni,Co的FCC固溶体相,枝晶间非晶相和Cu,Ni的FCC固溶体相。相图分析表明,合金材料在1400℃和1100℃左右发生的两次相变,形成了CrFeCoNiCu高熵合金的组织结构。     

Al元素对Al_xFeCrCoCuV高熵合金组织及摩擦性能的影响EI北大核心CSCD

采用非自耗电弧熔炼炉制备了Al_xFeCrCoCuV(x=0,0.5,1.0)多组元高熵合金。用XRD,SEM,EDS和DSC技术探究了合金的微观组织,并测试了其硬度及耐磨性能。研究表明:随着Al的加入,Al_(0.5)FeCrCoCuV合金和Al_(1.0)FeCrCoCuV合金由FeCrCoCuV合金单一的BCC相变为由枝晶BCC和晶间FCC共同组成的双相组织;Al_(1.0)FeCrCoCuV合金的硬度大于Al_(0.5)FeCrCoCuV合金。合金的摩擦磨损测试主要以黏着磨损为主,合金的耐磨性能与硬度成正比。3种合金的摩擦因数都是随着时间的增加而减小,主要原因是随着摩擦时间的增加,合金表面生成了一层氧化物提高了合金的耐磨性能。     

稀土元素Nd对Mg-Zn-Y合金组织结构和力学性能的影响

通过制备Mg-6Zn-1.5Y-0.8Zr-xNd(x=0、1、2、3、4)系列合金,研究了稀土元素Nd对Mg-6Zn-1.5Y-0.8Zr合金组织结构和力学性能的影响。通过金相显微镜、扫描电镜、EDS、XRD等手段,观察和分析了合金的微观形貌和组织结构,测量了合金抗拉强度、屈服强度和伸长率等力学性能。结果表明:合金中添加稀土元素Nd后晶粒明显细化,随着Nd元素含量的增加,晶粒细化效果更为明显;通过XRD分析可知,添加Nd元素后,合金中并没有出现新的含Nd的物相;扫描电镜和EDS分析表明,合金中加入的Nd置换了部分Y,形成了Mg3(NdY)2Zn3、Mg3-(NdY)Zn6的相结构,Nd元素对Y的置换主要出现在Mg3(NdY)2Zn3结构中,在Mg3(NdY)Zn6相结构中出现较少;力学性能测试结果表明,随着Nd含量增多,合金晶粒细化,细晶强化作用明显,合金屈服强度逐渐增大,而抗拉强度和伸长率在Nd含量为3%(质量分数)时达到最大,比未添加Nd元素时提高约25%以上。     

等离子熔覆法制备AlxCoCrFeNi高熵合金微观组织与性能研究

利用等离子熔覆法在Q235基体上制备了Al_xCoCrFeNi(x=1、1.5,x为摩尔分数)高熵合金,对熔覆层的化学成分、相结构、微观组织和显微硬度进行了研究。结果表明:熔覆态高熵合金具有简单的固溶体结构,微观组织为树枝晶,Al含量从x=1增加到x=1.5时,物相组成由FCC+BCC两相转变为单一的BCC相;当x=1.5时,枝晶间有纳米级颗粒析出;Al_(1.5)CoCrFeNi熔覆层与基体呈现良好的冶金结合,界面附近的热影响区由于珠光体脱碳分解而形成了约为80μm宽的铁素体带;随着Al含量的增加,熔覆层的显微硬度从x=1时的478HV增加到x=1.5时的530HV。     

Zr元素对AlFeCrCoCuZr_x高熵合金组织及腐蚀性能的影响

对铸态AlFeCrCoCuZr_x(x=0,0.5,1)多组元高熵合金的微观组织、硬度及其在3.5%NaCl溶液中的耐腐蚀性能进行了研究。研究表明:合金微观组织为典型的树枝晶结构,随着Zr元素的加入,枝晶由单一的BCC相转变为由两相组成,而枝晶间由富Cu的FCC相组成并保持不变。合金硬度随Zr元素的增加而提高,AlFeCrCoCuZr合金的硬度达到698HV。合金在3.5%NaCl溶液中的耐蚀性能均优于304L不锈钢,但随着Zr含量的增加,合金的耐蚀性降低。     

稀土元素Y对挤压态Mg-Zn-Y-Zr合金的微观组织及力学性能的影响

目的 研究Y含量对Mg-Zn-Y-Zr镁合金棒料的显微组织和力学性能的影响规律,为镁合金成分设计提供参考。方法 通过对7种Y含量不同的Mg-Zn-Y-Zr镁合金挤压棒料的显微组织及室温拉伸/压缩力学性能测试,分析Y元素对挤压态镁合金组织和力学性能的影响。结果 随着Y的质量分数由0%增加到2.4%,挤压态Mg-Zn-Y-Zr的平均晶粒尺寸由17.9 μm减小到7.2 μm,拉伸屈服强度由161.2 MPa升高至230.8 MPa,压缩屈服强度由127 MPa升高至209 MPa。结论 挤压态Mg-Zn-Y-Zr镁合金的晶粒随Y元素含量的增加逐渐细化,室温拉/压强度随Y含量的增加而升高,但相比拉伸屈服强度,镁合金压缩屈服强度随Y含量增加升高得更明显一些。Y含量的增加利于Mg-Zn-Y-Zr镁合金拉压不对称性的改善。     

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。     

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。     

稀土钽酸盐(RETaO4)高熵陶瓷的制备与热学性能研究

采用固相法制备了三种具有单斜结构的单相固溶体稀土钽酸盐高熵陶瓷(Nd1/6Sm1/6Eu1/6Gd1/6Dy1/6Ho1/6)TaO4(6RETaO4)、(Nd1/5Sm1/5Eu1/5Gd1/5Dy1/5)TaO4(5RETaO4)和(Nd1/4Sm1/4Eu1/4Gd1/4)TaO4(4RETaO4),扫描透射电子...     

Al_xCrCuFeNi_2多主元高熵合金的摩擦磨损性能

采用球-盘式摩擦磨损试验机进行干燥、去离子水、模拟雨水3种环境和3种载荷(5,10,15N)下的正交实验,对比了两种不同结构的高熵合金材料在不同环境、不同载荷下的服役情况,对合金的摩擦磨损性能进行了探索。利用X射线衍射仪、白光干涉仪、光学显微镜以及扫描电子显微镜分别测试样品的物相组成,观察磨痕轮廓,分析合金的金相组织和表面磨损形貌,并对其磨损机理进行了分析。结果表明:Al_(1.3)CrCuFeNi_2合金耐磨性明显优于AlCrCuFeNi2合金。Al_xCrCuFeNi_2合金在液体环境中耐磨性更好。合金在干摩擦条件下,摩擦机理主要为氧化、黏着磨损,塑性变形和磨粒磨损。在水中,磨粒磨损起主导作用,同时具有氧化、腐蚀和轻微的黏着现象。     

稀土在镁合金中作用的研究现状

稀土元素在镁合金中具有阻燃、净化熔体等作用,能有效改善合金的铸造性能;可细化显微组织、形成准晶相、抑制形变织构,提高镁合金的室温及高温强度和塑韧性等力学性能;并改变镁合金表面腐蚀层结构、控制阴极相数量和分布以及影响电化学过程,从而改善镁合金的耐腐蚀性能。总结了利用稀土元素改善镁合金组织性能的研究现状,并对稀土镁合金的发展前景进行了展望。