AlxFeNiSiTi高熵合金的显微组织与力学性能研究

通过机械合金化结合冷等静压、真空烧结工艺制备了AlxFeNiSiTi(x=0.2,0.4,0.7,1.0)系高熵合金,研究Al含量变化对高熵合金显微组织和力学性能的影响.结果 表明,随着Al含量的增加,合金相成分明显变化,类Ni的FCC相逐渐向富Al的BCC2相转变,而合金硬度先减小后增大,当Al含量为1.0时达到10...     

退火处理对激光熔覆制备FeCrMnCo1.5Ni高熵合金涂层组织的影响

采用激光熔覆技术在Inconel 718合金难体表面制备了FeCrMnCo1.5Ni高熵合金涂层,使用X射线衍射仪、扫描电镜和UMT-3型摩擦磨损试验机研究了退火热处理对合金涂层组织和性能的影响.研究结果表明:经热处理后FeCrVlnCo1.5Ni合金涂层的宏观形貌无明显变化,退火热处理对合金的相结构无影响.合金元素均...     

Co含量对CoxCr25(AlFeNi)75-x高熵合金组织和力学性能的影响

针对FCC基TRIP高熵合金屈服强度较低的问题,设计并制备了Co_xCr₂₅(AlFeNi)_75-x合金体系,实现了B2相的沉淀强化与FCC-HCP形变诱导相变的协同.利用热力学模拟与实验相结合的方法,探究了Co含量对于合金体系组织和力学性能的影响.结果表明：随着Co含量(原子数分数,下同)的增加,合金中析出的B2相逐渐减少,从而导致其屈服强度下降;Co₄₅Cr₂₅Al₁₀Fe₁₀Ni₁₀合金的屈服强度约为850 MPa,而Co₅₇Cr₂₅Al₆Fe₆Ni₆合金的屈服强度下降到不足500 MPa.此外,随着Co含量的增加,Co₅₁Cr₂₅Al₈Fe₈Ni₈和Co₅₇Cr     

热处理对Ni25Co25Cr20Fe10Re16.5Mo3.5高熵合金组织与性能的影响

用非自耗真空电弧炉制备了Ni₂₅Co₂₅Cr₂₀Fe₁₀Re_16.5Mo_3.5高熵合金，通过相图计算确定了热处理制度，研究了不同热处理对合金组织及力学性能的影响。结果表明，该合金铸态下为FCC枝晶组织，枝晶干上有大量树枝状的σ相析出。1380℃/24h固溶处理后，基体枝晶组织完全消失，转变为均匀的FCC结构，树枝状的σ相转变为大块状。1100℃/24h时效处理后，大量薄片层的σ相在基体中呈胞状析出。相比于铸态合金，时效合金的屈服强度和抗拉强度大大提高，且仍保持一定的塑性。     

Nb含量对Al0.3CoCrFeNi高熵合金组织与性能的影响

采用真空电弧炉制备了Al_0.3CoCrFeNiNb_x(x为摩尔比,x=0, 0.1, 0.3, 0.5, 0.7, 1.0)高熵合金棒材,用X射线衍射(XRD)、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、显微维氏硬度计和万能试验机对合金的微观组织和性能进行了研究。结果表明,Al_0.3CoCrFeNi合金的微观组织为单相面心立方(fcc);添加Nb后,合金由fcc相和Laves相组成,并随着Nb含量的增加,Laves相体积分数逐渐增多;至Al_0.3CoCrFeNiNb_1.0时,基体相从fcc相变为Laves相。Al_0.3CoCrFeNiNb_x合金组织随Nb含量变化经历了亚共晶到过共晶的转变,同时衍射峰(111)fcc先向小角度移动后向大角度移动,晶格常数先增大后减小。Nb元素的增加可以有效提高Al_0.3CoCrFeNiNb_x合金的强度和硬度,硬度呈近似线性增加,从Al_...     

Er对Al-Mg合金显微组织和力学性能的影响

以纯度为99.7%的工业纯铝、99.9%的工业纯镁和Al-10%Er的中间合金为原料,采用铸锭冶金法制备3种不同名义成分的目标合金,研究稀土元素Er对Al-Mg合金显微组织及力学性能的影响。结果表明：Er明显地降低了合金的屈服强度、抗拉强度和伸长率。当Er的添加量（质量分数）为0.4%和1%时挤压态Al-Mg合金的抗拉强度（σb）分别下降82 MPa和40 MPa,屈服强度（σ0.2）分别下降13 MPa和11 MPa,伸长率（δ）分别下降11.3%和4.5%。显微组织分析表明,添加Er在基体中形成粗大的含Er和Mg的结晶相导致Mg在铝基体中的固溶度下降,从而减少了溶质原子与位错的交互作用,导致合金的屈服强度降低。在变形过程中,粗大的含Er和Mg的结晶相由于应力集中在较低的应力下发生断裂而形成微裂纹,微裂纹以较快的速率扩展至基体晶界,形成一种典型的韧脆混合断裂,使合金的抗拉强度和伸长率减小。     

含Cu高熵合金的组织结构和力学性能分析

高熵合金（HEAs）是一种由5种或5种以上元素以接近等原子比的方式混合而成的一种新型合金。HEAs的概念为开发具有独特性能的先进材料提供了新的途径,这是传统的基于单一主导元素的微合金化方法无法实现的。由于Cu元素与HEAs中其他元素的混合焓均为正值,因而更容易偏聚形成富Cu的面心立方（fcc）结构。本文主要总结了合金成分、制备方法对含Cu HEAs组织结构的影响规律以及含Cu HEAs的热稳定性。例如Al的添加会使CoCrCuFeNi合金从fcc单相转变为fcc+bcc的双相结构,而Ni含量的增加则会将AlCoCrCuNi的多相组织转变为单相fcc结构。与传统铸造工艺相比,选区激光熔化和喷溅急冷等具有极高的冷却速度,限制了元素的扩散,因而制备而成的AlCoCuFeNi和AlCoCrCuFeNi合金均是bcc结构。组织结构的改变会进一步影响含Cu HEAs力学性能,因而本文也探讨了合金成分、制备工艺和服役温度与力学性能的关系。例如,V的添加可以提高合金的强度,以先进制备方法如选区激光熔化或激光粉末熔融得到的合金具有优于铸造合金的力学性能。     

退火温度对退火马氏体基TRIP钢显微组织和力学性能的影响

将C-Si-Mn系TRIP钢通过完全淬火和两相区退火相结合的工艺,得到一种以退火马氏体为基体的TRIP钢（简称TAM钢）,并对比分析了TAM钢在不同温度退火后的显微组织和力学性能.结果表明,TAM钢经退火后的显微组织特征为精细规整的板条退火马氏体基体、片状残余奥氏体和贝氏体/马氏体组成的混合组织.这种组织降低了基体的硬度以及基体和第二相之间的强度比,减少了基体的位错密度.随着退火温度的提高,退火马氏体基体的板条形态逐渐消失,新生马氏体/贝氏体的团状混合组织逐渐增多.当退火温度为780℃时,综合力学性能优异,抗拉强度为1130 MPa,延伸率可达20%,强塑积为22600 MPa·%.当退火温度较低时,残余奥氏体主要以片状存在于退火马氏体板条间,有利于TRIP效应的发生.     

微量锆对Al-Mg-Sc合金力学性能与显微组织的影响

制备了成分分别为Ａｌ５Ｍｇ（０．１０～０．３０）Ｓｃ和Ａｌ５Ｍｇ（０．１０～０．３０）Ｓｃ（０．０５～０１５）Ｚｒ的两种合金，测试了其不同状态下的拉伸力学性能σｂ、σ０２和δ，采用金相显微镜、透射电镜及扫描电镜观察分析了其不同状态下的显微组织结构。结果发现，微量锆的添加明显提高了ＡｌＭｇＳｃ合金的强度，细化了合金铸锭组织的晶粒尺寸，抑制了合金形变组织的再结晶。另外，对有关的作用机理进行了探讨研究。     

Al0.5CoCrFeNiBx多主元高熵合金的组织结构和力学性能

采用真空电弧炉熔炼不同B含量的Al0.5CoCrFeNiBx(x为摩尔分数,x=0,0.1,0.2,0.25,0.3)高熵合金,通过XRD分析、SEM观察和力学性能测试研究了不同B含量对Al0.5CoCrFeNiBx高熵合金微观组织结构与力学性能的影响.结果表明:Al0.5CoCrFeNiBx合金主要由简单的面心立方结构和体心立方结构相组成.Al0.5CoCrFeNi合金组织为典型的树枝晶形貌,B元素的加入使枝晶组织细化,且枝晶间形成针状β相和岛状a1相.适量B元素能提高合金的抗拉强度,但降低合金的塑性.     

固溶处理对DSM11合金显微组织和力学性能的影响

研究了固溶处理制度对DSM11合金组织和性能的影响.结果表明,固溶热处理可明显降低合金元素的偏析,减少枝晶组织偏析及共晶数量,提高γ'相的尺寸均匀性.随着固溶处理温度的提高,该合金室温和980℃的拉伸性能变化不大,但816℃、483 MPa和980℃、190 MPa下固溶处理后合金的持久寿命显著提高.     

间隙原子对高熵合金组织及性能影响的研究现状

高熵合金作为一种新型的合金体系,虽然其组成元素复杂,但能形成简单的固溶体,具有许多异于传统合金的结构和性能特征,其研究近年来成为热点。间隙原子可以溶入基体晶格间隙产生固溶强化,与合金元素结合形成细小弥散强化相,以及降低层错能,改变位错运动方式等,从而改善高熵合金性能。文章在论述高熵合金组织结构特性的基础上,分析了间隙原子C、N、O、B对高熵合金相形成规律、强化机理、塑性变形机制的影响,总结了间隙原子含量及其产生的固溶强化、晶粒细化、第二相强化作用对高熵合金组织性能等方面影响的研究进展,最后提出了含间隙原子的高强高韧高熵合金组织结构设计研究的新方向。      

时效处理对Al0.5CoCrFeNi高熵合金微观组织结构和力学性能的影响

对Al0.5CoCrFeNi高熵合金经不同温度时效处理24 h后的微观组织和力学性能进行研究。结果表明:时效处理前后,Al0.5CoCrFeNi高熵合金均由简单的体心立方相和面心立方相组成,组织主要为树枝晶形貌。但是,随着时效温度的升高(800℃和1 000℃),树枝晶析出弥散分布的针状第二相,且第二相数量不断增大。由于第二相的弥散强化作用,时效处理能显著提高合金的抗拉强度。     

Y含量对Mg-Zn-Y合金显微组织及力学性能的影响

采用金相显微镜、扫描电子显微镜、X-射线衍射仪以及电子万能实验机等设备,研究了Y对Mg-2Zn-xY（X=0、0．5、1、3,质量分数／％）舍金的显微组织及力学性能的影响。结果表明：随着Y含量的增加,合金二次相由Ⅰ相＋W相转变为W相＋H相。舍金力学性能随Y加入量的增加而提高,当加入量为1％时,合金的力学性能达到最佳：抗拉强度达到207MPa,伸长率达到16．9％;而加入量为3％时,综合力学性能又有所下降。     

粉末冶金法制备CrFeNiCuMoCo高熵合金的组织与性能

利用粉末冶金法制备CrFeNiCuMoCo高熵合金,用带有能谱的扫描电子显微镜(SEM/EDS)、X射线衍射仪、显微/维氏硬度计、电化学工作站、材料试验机等对CrFeNiCuMoCo高熵合金组织结构进行分析并测试其硬度、耐蚀性和压缩性能.结果表明:CrFeNiCuMoCo高熵合金组织形貌简单;物相主要由FCC和BCC两相组成,Mo元素和Cu元素在合金中存在偏析现象;合金的耐蚀性能优异,与304不锈钢相比,自腐蚀电流密度减小1个数量级;组元间原子半径的差异导致较大的晶格畸变,阻碍位错的运动,使得固溶强化效应增强;Mo元素起到细化晶粒作用,使该合金具有较高的硬度和抗压强度,合金硬度为485 HV,抗压强度约为1 385MPa;断裂类型为脆性解理断裂.     

Y2O3对AlCoCrFeNi高熵合金涂层组织及力学性能的影响

利用激光熔覆技术在Q235钢基体表面分别制备出添加不同质量分数Y₂O₃的AlCoCrFeNi高熵合金涂层。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、显微硬度计和摩擦磨损试验机对AlCoCrFeNi高熵合金涂层的微观组织、硬度及摩擦磨损性能进行了分析。结果表明:AlCoCrFeNi高熵合金涂层由面心立方结构（FCC）和体心立方结构（BCC）两相构成;随着Y₂O₃质量分数的提高,其体心立方结构相体积分数增加,而面心立方结构相的体积分数变化呈相反趋势。AlCoCrFeNi高熵合金涂层组织由等轴晶构成,加入Y₂O₃后,促进了熔池流动,使气孔逐渐消失,致密性提高,晶粒明显细化。添加质量分数5%Y₂O₃的涂层组织呈树枝晶状,形成弥散分布的YAl₂和Y₂O₃相;涂层的显微硬度可达HV 350,约为AlCoCrFeNi高熵合金涂层硬度的2倍,强化效果明显。Y₂O₃的添加有利于促进涂层中体心立方相的形成和YAl₂相的析出,能有效提高高熵合金涂层的硬度及耐磨性能。     

W-Ni-Fe高密度合金的力学性能与显微组织研究

研究了W—Ni—Fe系高密度合金的力学性能与显微组织，并分析了相关的变化规律，从而探索了制取高性能W—Ni—Fe高密度合金材料的有效途径。     

微量Ag对Al-Cu-Mg合金显微组织与力学性能的影响

研究了Ag元素对Al-8Cu-0．5Mg合金显微组织、室温及高温力学性能的影响。结果表明：均匀分布在铝基体{001}面和{111}面上共存的θ′和Ω（成分为Al2Cu）沉淀相能对含Ag合金起强化作用；而不含Ag的合金只有θ′一种沉淀相。含Ag合金中小尺寸以及近间距的θ′和Ω沉淀相提高了室温及高温下合金的屈服强度和拉伸强度。然而，与不含Ag的合金相比，由于这种小尺寸及近间距的θ′和Ω沉淀相在变形过程中具有与基体的内在不相容性，含银合金的伸长率降低。     

碳元素对Al_(2)CoCrCuFeNi高熵合金组织和性能的影响北大核心

采用粉末冶金的方法制备了Al_(2)CoCrCuFeNi和Al_(2)CoCrCuFeNiC_(0.02)高熵合金,使用X射线衍射仪、金相显微镜和显微硬度计等对高熵合金进行分析和测试。实验结果表明,经过20 h球磨和烧结后,Al_(2)CoCr-CuFeNi和Al_(2)CoCrCuFeNiC_(0.02)高熵合金分别形成了BCC+FCC和有序BCC(B2)+FCC的简单固溶体结构,硬度分别为208 HV和328 HV。C元素的加入对高熵合金强度有明显的贡献,使其硬度比不含C的高熵合金提高了约58%。     

Ca对AE41合金的显微组织和力学性能的影响

研究了Ca的低合金化对稀土镁合金AE41显微组织和力学性能的影响。研究结果表明，Ca能显著地细化合金的铸态组织，并在合金的显微组织形成热稳定性很高、分布均匀的弥散强化相颗粒Mg2Ca。少量的Ca加入AE41能有效地改善合金的力学性能，尤其是提高在150℃－225℃温度范围内的强度和蠕变抗力。在175℃，70MPa条件下，加入了0．1％Ca后，合金的蠕变速率比基体合金降低了一个数量级。从综合性能的角度考虑，在AE41中Ca的加入量以0．1％为宜。