激光熔覆Al0.1CoCrFeNi高熵合金涂层的组织和性能

采用激光熔覆技术在H13钢表面制备了Al_0.1CoCrFeNi高熵合金涂层。结果表明,涂层具有单相FCC结构,涂层与基材结合处组织为柱状晶,其他区域为等轴晶;涂层截面显微硬度最高可达560.2 HV0.5,约为基体硬度的2.5倍。涂层表现出明显优于基材的抗热冲击性能。在600 ℃和800 ℃下分别循环50次后涂层均未产生裂纹,但是在1000 ℃高温下循环7次后,基体断裂,而涂层及涂层与基体结合处并没有明显的裂纹。涂层的摩擦因数和磨损率均低于基材,分析表明涂层以氧化磨损为主,而基材的磨损机理为氧化磨损伴随疲劳磨损的混合机制。     

W对FeCoCrNiWx高熵合金微观组织和摩擦性能的影响

采用非自耗真空电弧熔炼炉制备了不同W含量的FeCoCrNiW_x系高熵合金。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、MFT-EC4000往复型电化学腐蚀摩擦磨损试验仪、显微硬度计以及轮廓测量仪分别对合金的组织结构、形貌、成分分布、显微硬度、摩擦磨损性能进行了测试。结果发现,FeCoCrNiW_x高熵合金均具有简单的面心立方体结构(FCC);随着W含量增加,高熵合金由单一的FCC相转变为FCC相+μ相;当x=0.5时,FeCoCrNiW_0.5硬度(HV)为196.75,体积磨损量最低,合金具有较好的抗塑性变形能力和较好的耐磨性,强化机制为固溶强化和第二相(μ相)强化。     

AlxCrFeNiMn高熵合金的组织和性能

采用水冷铜坩埚悬浮熔炼与铜模吸铸相结合的方法制备了直径为3mm的Al_xCrFeNiMn(x=0、0.25、0.5、0.75)系高熵合金,通过X射线衍射、光学显微镜、扫描电镜、室温压缩试验、硬度测试等探索了不同铝含量、热处理温度和时间对AlxCrFeNiMn系高熵合金微观组织及力学性能的影响。结果表明,铸态Al_xCrFeNiMn(x=0、0.25、0.5、0.75)系合金的塑性变形基本相近,保持在34%左右,且铸态Al_(0.75)CrFeNiMn高熵合金的显微硬度、规定塑性延伸强度与抗压强度分别为524.15HV0.3、765.86MPa与3236.69MPa;不同温度和时间的热处理结果表明:Al_(0.5)CrFeNiMn具有更为细小且分布均匀的等轴晶,获得硬度最大值729.37HV0.3,并保持较大的塑性变形(30.33%),具有优良的力学性能。     

放电等离子烧结制备低密度AlTiCrNiCu高熵合金及其组织性能研究

采用机械合金化和放电等离子烧结工艺制备了低密度AlTiCrNiCu高熵合金材料,重点研究了球磨时间对各元素粉末的合金化过程及烧结温度(950 ~ 1050 ℃)对高熵合金组织及力学性能的影响。结果表明：高熵合金粉末为单相BCC结构,随着球磨时间的增加,粉末粒径先变大后变小,其最终平均粒径大约为20 μm。高熵合金块体材料的相结构为BCC1(基体相)+BCC2(富Cr相)+FCC(富Cu相),密度为6.22 ~ 6.30 g/cm_³。烧结温度的升高,有利于高熵合金粉末的冶金结合,促进了高熵合金块材料的致密化。当烧结温度为1050 ℃时,AlTiCrNiCu高熵合金具有良好的综合力学性能,其屈服强度、压缩强度、塑性和显微硬度分别为1410 MPa,2000 MPa,9.13%和524 HV。分析认为高的烧结温度为各元素原子间的充分扩散提供了足够的能量。然而,TEM分析表明,高的烧结温度也促进了弥散的FCC富Cu相在晶界的聚集长大。     

难熔高熵合金的研究进展

难熔高熵合金的研究为开发新型高温合金提供了新的发展思路.综述了难熔高熵合金的发展现状,介绍了采用电弧熔炼技术制备的难熔高熵合金的组织及性能特点.     

添加Ti对AlCuFeMnNi高熵合金组织和耐磨性的影响

为研究添加Ti元素对AlCuFeMnNi高熵合金组织和耐磨性的影响,采用真空电弧熔炼技术制备了等摩尔比的AlCuFeMnNi和AlCuFeMnNiTi合金。利用X射线衍射仪、金相显微镜、扫描电镜、显微硬度计和摩擦磨损试验机测试了上述两种合金的物相组成、显微组织、硬度和摩擦磨损性能。结果表明,添加Ti元素后,AlCuFeMnNiTi合金由原来的FCC与BCC1双相结构转变为FCC、BCC1与BCC2三相结构,其点阵常数和晶胞体积均有所增大。两种合金均为典型的树枝状晶,Ti元素的添加使合金晶粒逐步细化,枝晶区域面积增加,晶间区域面积减小,枝晶区域弥散分布有少量领先相BCC2。添加Ti元素后,合金的硬度由423.5 HV0.5提高到498.0 HV0.5;质量损失率和摩擦因数则分别由0.43%、0.59降低至0.39%、0.46,摩擦因数呈先增大后稳定的变化趋势。AlCuFeMnNiTi合金硬度和耐磨性能的提高主要是由Ti元素的添加所引起的细晶强化、固溶强化和晶体结构向高强相转变的综合作用所致。     

热处理温度对CoCrFeNiSn高熵合金组织及性能的影响

采用真空电弧熔炼制备了CoCrFeNiSn高熵合金,并分别在650、750和850℃下进行热处理。采用扫描电镜、显微硬度计和电化学测试系统等研究了热处理温度对CoCrFeNiSn高熵合金的组织、硬度和耐腐蚀性能的影响。结果表明,经热处理后CoCrFeNiSn高熵合金的组织形态仍为典型的枝晶结构,但组织随热处理温度的升高而不断细化,导致其硬度明显升高,经850℃热处理后其硬度(HV)达到最大值392.4。而随着温度升高,CoCrFeNiSn高熵合金的耐腐蚀性能却呈下降趋势,经650℃热处理后其耐蚀性最佳。     

W16Ti20Ta20V44高熵合金的制备和性能表征

针对核聚变堆中第一壁材料的需求,本文开展了低中子活化元素的W高熵合金的设计及制备研究.为了降低W的极高熔点对样品制备的不利影响,通过不同判据设计出低W含量的W16Ti20Ta20V44合金(at.％).结合粉末烧结预合金化和真空电弧熔炼工艺,制备出成分均匀的W16Ti20Ta20V44合金样品.结果 表明,该四元合金为...     

Microstructure evolution of Al0.6CoCrFeNi high entropy alloy powder prepared by high pressure gas atomization

The influence of cooling rate on the microstructure of Al_0.6CoCrFeNi high entropy alloy (HEA) powders was investigated. The spherical HEA powders (D₅₀≈78.65 μm) were prepared by high pressure gas atomization. The different cooling rates were achieved by adjusting the powder diameter. Based on the solidification model, the relationship between the cooling rate and the powder diameter was developed. The FCC phase gradually disappears as particle size decreases. Further analysis reveals that the phase structure gradually changes from FCC+BCC dual-phase to a single BCC phase with the increase of the cooling rate. The microstructure evolves from planar crystal to equiaxed grain with the cooling rate increasing from 3.19×10⁴ to 1.11×10⁶ K/s.     

Al_(0.25)Cu_(0.75)FeNiCo颗粒增强铝合金的组织与性能

高熵合金是一种新型的结构与功能材料,源于金属-金属间天然的界面结合特性,高熵合金与铝合金基体间的界面润湿性极好。采用Al_(0.25)Cu_(0.75)FeNiCo高熵合金(HEA)颗粒作为增强相来增强铝合金,研究高熵合金含量变化对复合材料显微组织和力学性能的影响。结果表明:高熵合金增强相在基体中分布均匀,随着高熵合金体积分数的增大,局部会出现少量颗粒团聚现象。复合材料的弹性模量和硬度随着高熵合金含量的增加而增大,但复合材料的抗拉强度和延伸率呈现出先增大后减小的趋势。当高熵合金的体积分数为5%时,复合材料的极限抗拉强度和伸长率达到最大值(σb:437.6 MPa,ε:11.42%),比铝合金基体分别提高了20.1%和36.6%。TEM分析表明,高熵合金颗粒和铝合金良好的界面结合状态,使得复合材料具有较高的综合力学性能。     

具有高非晶形成能力的高熵合金Cu29Zr32Ti15Al5Ni19

用铜模吸铸法成功地合成了由两个固溶体相构成的高熵合金(HEA) Cu₂₉Zr₃₂Ti₁₅Al₅Ni₁₉和相同成分的非晶态合金(HE-BMG)。实验结果表明该成分的高熵合金具有高的非晶形成能力。铸态高熵合金Cu₂₉Zr₃₂Ti₁₅Al₅Ni₁₉的抗压强度为1127MPa。在750℃保温2小时后的Cu₂₉Zr₃₂Ti₁₅Al₅Ni₁₉高熵合金的硬度仍高达826HV。     

退火温度对FeMoCrVTiSix高熵合金组织及力学性能的影响

在400、600、800、1100 ℃下对FeMoCrVTiSi_x(x=0、0.3)进行退火处理,利用X射线衍射仪、扫描电镜、差热扫描分析仪、显微硬度计、万能试验机等探究了不同退火温度对合金的组织和力学性能的影响。结果表明,Si元素的添加提高了FeMoCrVTi高熵合金的热稳定性。经过退火处理,FeMoCrVTiSi_x高熵合金的微观组织仍为以BCC固溶相为主的枝晶结构,但在枝晶边缘出现黑色的细小富Ti相,其含量随着退火温度的增加而增多,在1100 ℃下富Ti相回溶。富Ti相的析出提高了合金的硬度,其中,800 ℃退火后试样的硬度达到最大值,FeMoCrVTi试样的硬度达到932 HV0.2,FeMoCrVTiSi_0.3的硬度达到998 HV0.2。     

Effect of thermomechanical processing on microstructure and mechanical properties of CoCrFeNiMn high entropy alloy

The CoCrFeNiMn high entropy alloy was produced by homogenization, cold rolling and recrystallization. The effects of thermomechanical processing on microstructures and tensile properties at different temperatures were investigated using X-ray diffractometry (XRD), optical microscopy (OM), scanning electron microscopy (SEM) and multi-functional testing machine. The results show that dendritic structures in cast alloy evolve into equiaxed grains after being recrystallized, with single face-centered cubic (FCC) phase detected. The most refined alloys, stemming from the highest rolling ratio (40%), exhibit the highest strength due to the grain boundary strengthening, while the variation of elongation with temperature shows a concave feature. For the coarse-grained alloys, both the ductility and work hardening ability decrease monotonically with increasing temperature. Serrated flow observed at intermediate temperatures is attributed to the effective pinning of dislocations, which manifests the occurrence of dynamic strain hardening and results in the deterioration in ductility. Besides, dimples on the fracture surfaces indicate the typical ductile rupture mode.     

Co90Zr7Ta3三元合金微观组织及磁性能的研究

通过金相组织观察、XRD分析和透磁率检测,研究了Co₉₀Zr₇Ta₃三元合金微观组织,并通过分析材料组织与透磁率(pass through flux,PTF)变化,得到热机械处理对透磁率的影响。结果表明:真空熔炼制备的Co₉₀Zr₇Ta₃三元合金有大量枝晶组织,主要包含Co基体和枝晶结构的(Co,Ta)₁₁Zr₂。采用轧制及热处理后,合金内部枝晶结构破碎,发生球化。合金中Co基体中的fcc相转变为hcp相,hcp相中(0001)含量的增加提高了靶材透磁率。     

热处理对双FCC相CoCrFeNiCu高熵合金组织与性能的影响

用真空感应熔炼法制备了CoCrFeNiCu高熵合金,研究了不同退火温度对合金组织及力学性能的影响.结果表明,铸态CoCrFeNiCu合金具有双FCC相结构,分别为富Cu相和贫Cu相,而且相分离现象随热处理温度的升高逐渐明显.铸态合金的组织形貌为典型树枝晶组织,随热处理温度的升高,富铜相增多,枝晶间隙变宽,且出现了大量纳...     

多孔化高熵合金改善Al-Si合金/钢体系润湿铺展性能机理

借助电极感应熔化气雾化法,制备了 FeCoNiCrMn高熵合金粉末;通过真空烧结技术,在钢表面制备了具有不同孔隙率和孔径的多孔高熵合金涂层. 研究了不同烧结工艺对多孔涂层孔隙率、孔径以及过渡层厚度的影响. 开展了Al-12Si合金在多孔高熵涂层钢表面的原位润湿铺展试验,探讨了多孔高熵合金涂层对表观接触角和铺展行为的影响规律,深入分析了多孔高熵结构内反应产物的显微组织和相组成. 结果表明,随着烧结温度的升高和保温时间的延长,多孔高熵合金涂层的过渡层厚度逐渐升高,孔隙率及平均孔径逐渐减少. 液态Al-12Si合金液滴在多孔涂层中微通道增强的毛细力作用下,迅速浸润到多孔结构中,并实现了材料表面的完全润湿. 在高熵合金的迟滞扩散效应与高熵效应共同作用下, 界面反应层中金属间化合物的形成受到显著阻碍,界面相结构由富Cr的FCC、富AlFe的BCC以及富AlNi的B2 + 富Al的BCC共晶状结构组成.     

Direct active soldering of Al0.3CrFe1.5MnNi0.5 high entropy alloy to 6061-Al using Sn-Ag-Ti active solder

Al_0.3CrFe_1.5MnNi_0.5 high entropy alloys (HEA) have special properties. The microstructures and shear strengths of HEA/HEA and HEA/6061-Al joints were determined after direct active soldering (DAS) in air with Sn3.5Ag4Ti active filler at 250 °C for 60 s. The results showed that the diffusion of all alloying elements of the HEA alloy was sluggish in the joint area. The joint strengths of HEA/HEA and HEA/6061-Al samples, as analyzed by shear testing, were (14.20±1.63) and (15.70±1.35) MPa, respectively. Observation of the fracture section showed that the HEA/6061-Al soldered joints presented obvious semi-brittle fracture characteristics.