CoCrxNi中熵合金组织及力学性能研究

以等原子比CoCrNi中熵合金为基础,采用真空电弧熔炼炉制备了CoCr_xNi(x=1.0, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8, 1.9, 2.0, at%)中熵合金,研究了Cr含量对合金微观组织及力学性能的影响。结果表明:CoCr_xNi(x=1.0, 1.5, 1.6)中熵合金为单一的面心立方相(fcc);随着Cr元素含量增加,CoCr_xNi(x=1.7, 1.8, 1.9, 2.0)中熵合金的fcc相基体中析出了体心立方相的富Cr条状组织;合金的强度、硬度随着Cr元素含量的增加而不断提高,但塑性恶化;与等原子比CoCrNi中熵合金相比,CoCr_1.7Ni中熵合金在保持较高塑性的同时,强度、硬度显著提高。     

AlxCoFeNiMo高熵合金的结构演变及力学性能

采用真空电弧熔炼法制备了一系列AlxCoFeNiMo合金(x=0、0.3、0.5、0.8、1.0).采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、万能试验机以及显微维氏硬度计,研究了铝元素含量变化对试样的晶体结构、显微形貌、成分、压缩性能和硬度的影响.结果表明,随着铝含量的增加,晶体结构从最开始...     

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...     

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％.     

Alx(TiVCrNb)100-x轻质高熵合金显微组织及力学性能

采用真空感应熔炼制备Al_x(TiVCrNb)_100-x(x=0～25,%,摩尔分数)轻质高熵合金,利用X射线衍射仪、光学显微镜、显微硬度计和电子万能试验机等研究Al含量对高熵合金微结构及力学性能的影响。结果表明：Al_x(TiVCrNb)_100-x合金由BCC基体相及析出相组成。当x≤5时,Al元素掺杂能够抑制高熵合金基体中析出相的产生;当53)。固溶强化与第二相强化提高了合金的强度,但沉淀相在晶界的富集降低了高熵合金的塑性。     

高屈强比Ti-Nb-Cr-V-Zr系难熔高熵合金的组织与力学性能

通过真空电弧熔炼法制备了Ti_47-xNb₂₃Cr₁₈V₁₂Zr_x(x=0、4、8、12 at%)系难熔高熵合金,随后在1200℃下保温12 h对合金进行均匀化热处理。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、万能力学试验机和显微硬度仪等研究了铸态与均匀化热处理态合金的相组成、微观组织及力学性能。结果表明：Zr元素的添加使铸态合金在枝晶间析出C15结构的Cr₂(Ti, Nb, V,Zr)-Laves相,同时,Zr元素含量的增加增强了合金的压缩屈服强度和硬度,但使其塑性降低。均匀化热处理并未改变合金的相组成,但使合金的组织形貌发生了明显改变,并大大增加了析出相的体积分数。经过均匀化热处理后,合金的强度和硬度有所降低,但塑性得到改善。其中,Ti₄₃Cr₁₈Nb₂₃V₁₂Zr₄合金的压缩塑性由铸态时的29%提升至超过50%,同时具有1110 MPa的屈...     

C微合金化对Fe-Mn-Cr-Ni中熵合金微观结构和力学性能的影响

采用真空电弧熔炼和铜模吸铸法制备了Fe₅₀Mn₂₅Cr₁₅Ni₁₀和(Fe₅₀Mn₂₅Cr₁₅Ni₁₀)₉₉C₁中熵合金,随后将合金进行室温轧制80%,并在900 ℃进行退火,通过XRD、SEM及EBSD等检测设备研究了C微合金化对合金微观组织和力学性能的影响。结果表明,Fe₅₀Mn₂₅Cr₁₅Ni₁₀和(Fe₅₀Mn₂₅Cr₁₅Ni₁₀)₉₉C₁中熵合金为FCC单相结构,添加C元素后,合金的晶粒细化。900 ℃×10 min退火的合金,在室温下(25 ℃)的屈服强度和抗拉强度由381、586 MPa提高至535、756 MPa,低温下(-196 ℃)的屈服强度和抗拉强度由687、1114 MPa提高至980、1352 MPa。随着温度由25 ℃降至-196 ℃,(Fe₅₀Mn₂₅Cr₁₅Ni₁₀)₉₉C₁中熵合金的强度和塑性同时得到提高,具有较佳的强塑积,主要归因于C元素的添加所引起的细晶强化、固溶强化和位错增殖。     

铸态MnFeCoCuNix高熵合金的力学性能与断裂机理

采用真空感应熔炼法制备不同Ni含量的MnFeCoCuNix高熵合金.利用X射线衍射仪、扫描电镜以及能谱仪分析材料的相组成和结构,利用万能拉伸试验机测定试样的拉伸性能.结果表明,该高熵合金体系具有双相结构.其中,FCC1相富含Fe和Co,而FCC2相富含Cu和Mn.随着Ni含量的增加,Cu的偏析减少,伴随着FCC2相的减...     

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。     

热锻态CoCrNi中熵合金组织及力学性能的研究

通过力学性能测试以及OM、XRD、SEM和EBSD分析,研究了热锻对CoCrNi三主元中熵合金组织和力学性能的影响.结果 表明:热锻后合金的晶粒得到明显的细化,晶体结构为面心立方结构(FCC).晶粒内部的大量退火孪晶与扩展层错的共同作用使得合金具有良好的室温力学性能.屈服强度达到380 MPa,抗拉强度达到850 MP...     

FeCrMnAlCux高熵合金的组织与性能

采用真空电弧熔炼炉制备FeCrMnAlCu_x(x=0, 0.5, 1.0, 1.5, 2.0)高熵合金,采用XRD、SEM、TEM、显微硬度仪、电子万能试验机和摩擦磨损实验机检测分析了Cu含量的变化对合金相结构、显微组织、压缩性能、硬度、耐磨性的影响。结果表明：FeCrMnAlCu_x高熵合金为典型的树枝晶组织,由BCC结构的枝晶组织、FCC结构的枝晶间组织及枝晶内析出的具有BCC结构的纳米级析出物构成。随着Cu含量的增加,合金微观组织中的枝晶组织含量减小,枝晶间组织含量增大;BCC结构的枝晶组织中弥散析出的第二相颗粒对合金的强度和硬度有着重要的影响,抗压强度和屈服强度在x=1.0时达到最大(分别为1230.2 MPa和960.5 MPa),合金的压缩变形率在x=2.0时达到最大值20.68%;随着Cu含量的增加,合金的硬度先增加后减少,合金硬度在x=0.5时达到最大值421.4HV,此时合金的摩擦性能最好,其磨损率为2.25×10^-5 mm³/(N·mm)。     

AlxCoCrCuFeNi多主元高熵合金的组织与力学性能

采用X射线衍射、扫描电镜和压缩试验等手段,研究了不同条件下AlxCoCrCuFeNi多主元高熵合金的组织与力学性能.结果表明,铸态合金为典型的树枝晶组织,枝晶间存在明显的Cu富集;随着Al含量的增多,FCC相含量减少,BCC相含量增多,从而导致AlxCoCrCuFeNi具有较高的屈服强度,而且塑性应变量超过5.8%.     

TiC增强FeMnCu中熵合金基复合材料的制备及其力学性能

采用真空感应熔炼法制备xTiC/FeMnCu(x=2.5,5,7.5,10,vol%)复合材料,并对其进行退火热处理。采用X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）、万能试验机等对所制备合金试样的晶体结构、成分、形貌、力学性能等进行分析。结果表明,xTiC/FeMnCu复合材料呈现出双相面心立方（fcc）结构。随着TiC含量的增加,复合材料的基体组织得到明显细化,抗拉强度逐渐增大,这可能是细晶强化、热错配强化、Orowan强化共同作用的结果。10TiC/FeMnCu经600℃/4h、800℃/4h退火后,结构没有明显变化,基体中有碳化物析出,试样的抗拉强度小幅提升但延伸率略有降低。     

退火对FeCoNi2-xMnGax高熵合金微观组织、力学性能和磁性能的影响

利用非自耗真空电弧熔炼炉制备FeCoNi_2-xMnGa_x(x=0, 0.5, 0.75, 1.0, 1.25)高熵合金铸锭,然后在800℃和1000℃退火8 h,研究了退火对高熵合金微观组织、力学性能和磁性能的影响。结果表明,随着Ga含量的增加,铸态合金组织由未添加Ga时(x=0)的FCC单相过渡到FCC+BCC双相,最终在Ga含量为25at%时(即x=1.25)转变为BCC单相。经过800℃和1000℃退火后,在FCC相内产生了棒状的析出物。双相组织的FeCoNi_2-xMnGa_x合金具有较好的磁性能和压缩性能,退火后合金的力学性能和磁性能均有所提高。FeCoNi_1.25MnGa_0.75合金1000℃退火后的力学性能最优,在形变量约为20%时的抗压强度为1852.5 MPa。FeCoNi_1.0MnGa_1.0合金1000℃退火后的饱和磁化强度最大,为121.8 emu/g。     

粉末冶金法制备Al x CuFeNiCoCr高熵合金及其性能

采用粉末冶金法制备了Al_xCuFeNiCoCr高熵合金。研究了铝含量对合金性能和组织的影响,并讨论了合金制备过程中晶粒性能的变化。结果表明,在球磨过程中合金晶粒细化,且合金晶粒尺寸随Al含量的增加而增大。在烧结过程中,合金中会产生新的晶粒,并首先吸收一定热量形成含Al的金属间化合物。在1200 ℃加热2 h后,获得具有简单晶体结构的相,证实了高熵合金的形成。根据获得的能谱,合金组成均匀,合金化程度高。然而,随着Al含量的增加,出现了少量具有高Al含量的高对比度区域。合金具有良好的高温抗氧化性能和抗电化学腐蚀性能。随着铝含量的增加,合金的高温抗氧化性能提高。当Al含量为1mol%时,自腐蚀电压为-235 mV。随着Al含量的增加,硬度也增加。结果表明,当Al含量为1mol%时,合金具有最佳综合性能。     

AlxCoCrCuFeNi多主元高熵合金的微观结构和力学性能

研究了不同Al含量的AlxCoCrCuFeNi多主元高熵合金的微观组织和力学性能.结果表明:微观组织为简单的枝晶和枝晶间组织.当Al含量较低时,合金的晶格结构为单一的FCC相.随着Al含量的增加,原本单一的FCC相逐步转化为FCC相和有序BCC相共同组成的组织.高熵效应以及元素扩散的困难使合金形成了简单的固溶体结构,同时伴随有纳米第二相的析出.与此同时,随着Al含量的增加,合金的硬度HV有了显著的提高,从1530 MPa 提高到7350 MPa,相应地,合金由塑性材料变为中低温脆性材料.     

热处理对Al0.5CoCrFeNiB-0.2高熵合金组织结构及力学性能的影响

采用真空电弧炉制备Al0.5CoCrFeNiB0.2高熵合金,采用X射线衍射仪、金相显微镜、扫描电镜等方法研究铸态合金的组织结构及其热处理的影响,采用显微硬度计和拉伸试验测定合金热处理前后的力学性能。结果表明:Al0.5CoCrFeNiB0.2铸态合金仅由简单的体心立方结构和两个面心立方结构三相组成。合金铸态组织由树枝状初生α1相、粒状α2相和共晶组织(α1相和层片状β相)组成。退火和淬火热处理并未改变Al0.5CoCrFeNiB0.2合金的相结构。但随着热处理温度的提高,初生α1相由共晶组织β相回溶而长大的趋势更加明显。退火和淬火热处理均可强化合金。其中,经800℃×10 h退火后,合金室温抗拉强度由铸态的850.14 MPa提高到1 232 MPa;经1 000℃×10 h淬火后,合金塑性及强度均优于铸态合金,尤其是塑性显著提高。