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。     

退火工艺对FeCrMnNiAl0.1高熵合金显微组织及力学性能的影响

采用电弧熔炼法制备FeCrMnNiAl_0.1高熵合金,采用SEM、XRD、显微硬度计和万能拉伸试验机,研究退火处理升温速率和保温时间对该五元合金微观组织及力学性能的影响。结果表明,FeCrMnNiAl_0.1高熵合金由FCC相、BCC相和四方结构的Cr₃Ni₂组成。退火保温时间延长导致合金晶格畸变程度增加,BCC组织增加;提高升温速率,BCC组织同样增加,但晶格畸变程度减小。未热处理合金硬度在190 HV左右,高熵合金的显微硬度随退火保温时间的延长而增加,但升温速率提高会使显微硬度逐渐下降。退火时保温时间延长,会使高熵合金的抗拉强度逐渐增大,而延展性逐渐变差;随升温速率增加,合金抗拉强度先减小后增大,延展性变好。     

Al对AlxMo0.5NbTiVSi0.2高熵合金组织和性能影响

采用真空电弧熔炼工艺制备了不同Al含量的Al_xMo_0.5NbTiVSi_0.2(x=0.5,0.8,1.0,摩尔比)难熔高熵合金。研究了合金的相组成、微观组织、密度和力学性能。结果表明,Al_xMo_0.5NbTiVSi_0.2高熵合金的微观组织为典型的树枝晶结构,均由BCC固溶体相和M₅Si₃金属间化合物相组成。Al含量的增加并未使得合金的相组成发生改变。合金BCC基体相富集Al、Mo和V元素,M₅Si₃相富集Ti和Si元素,Nb元素在两相中分布较为均匀。随Al含量增加,合金的密度从6.18 g/cm³降至5.86 g/cm³,硬度提升了13.7%,压缩屈服强度增加约332 MPa,增幅达到37%,抗压强度从1 073 MPa提高到1 457 MPa,断裂应变从13.6%增加到14.4%。合金力学性能的提升主要是通过固溶强化、细晶强...     

La添加对FeMnCrNiCo高熵合金铸态组织及硬度的影响

研究了La的添加对FeMnCrNiCo高熵合金(HEAs)铸态组织及硬度的影响,借助XRD、OM、EDS和维氏硬度计分别对FeMnCrNiCo和FeMnCrNiCoLa0.2高熵合金的微观组织及硬度进行了对比分析.研究表明:添加La后,合金的枝晶细化了49.1％,同时由fcc单相固溶体结构变为fcc相和LaNi相的两相...     

Ti对单相FCC的CoCrNi体系中/高熵合金组织与性能的影响

在CoCrNi三元、CoCrFeNi四元和Al_0.3CoCrFeNi五元合金中分别添加0.1～0.5(摩尔比)Ti,通过真空电弧炉制备出高硬度和高压缩强度的中/高熵CoCrNiTi_x、CoCrFeNiTi_x和Al_0.3CoCrFeNiTi_x合金棒材。Ti添加量为0.1的合金棒材(以下简称Ti_0.1合金,其余合金作相同处理)均保持单相FCC结构;Ti_0.3合金均出现少量的新相(η或R);CoCrNiTi_0.5合金由FCC+BCC+η+σ相组成,Al_0.3CoCrFeNiTi_0.5合金由FCC+BCC+R+B₂相组成,且二者微观组织均呈“花朵”状;而CoCrFeNiTi_0.5合金则由FCC+Laves+R+σ相组成,为树枝晶状结构。随着Ti含量的增加,三种体系合金的硬度均逐渐提高,且提高幅度按CoCrNiTi_x     

AlCoCrCuFeNi-x高熵合金微观组织及硬度的研究

利用SEM、EDS、XRD等方法研究了AlCoCrCuFeNi-x高熵合金的铸态微观组织和相结构,并测试了合金的硬度。结果表明,该组合金系都形成了简单的BCC、FCC及BCC+FCC结构固溶体,在AlCoCrCuFeNi0.5、AlCoCrCuFeNi0.8、AlCoCr-CuFeNi和AlCoCrCuFeNi1.2四组合金中都存在少量的金属间化合物,而在AlCoCrCuFeNi1.5和AlCoCrCuFeNi1.8这两组合金中化合物都以纳米晶弥散化分布。六组高熵合金的维氏硬度在355~491 HV之间。     

MoNbZr高熵合金微观组织的研究

以三元MoNbZr高熵合金为研究对象,采用电弧熔炼法制备MoNbZr高熵合金,并采用Metalloscope、XRD、SEM和EDS等方法对合金微观组织的特征进行表征.结果表明,合金主要由发达的含高熔点组元Mo、Nb、Zr的枝晶组织组成,枝晶的特征长度约100 μm,且大小均匀,有二次三次枝晶生成;合金的凝固组织具有一定的取向性;2 μm左右的ZrO2粒子第二相弥散分布于合金中;铸态合金硬度达到739 HV,热处理后硬度达到796 HV.     

Ti含量对氩弧熔覆CoCrFeNiCuTix高熵合金涂层组织及性能的影响

采用氩弧熔覆技术在Q235钢基体表面制备了CoCrFeNiCuTi_x(x表示摩尔比值,x=0、0.3、0.5、0.8和1)高熵合金涂层,研究了Ti含量对CoCrFeNiCuTi_x高熵合金微观结构和力学性能的影响。结果表明,不同Ti含量的CoCrFeNiCuTi_x高熵合金均为FCC单相固溶体。CoCrFeNiCu合金的微观组织为柱状晶结构。随着Ti的加入,微观组织中开始出现析出相,且Ti含量越高,析出相越多。同时Ti的加入明显提高了合金的显微硬度,当Ti的摩尔比为1时,涂层的截面显微硬度值达到最高值439.54 HV0.1。Ti对CoCrFeNiCuTi_x高熵合金的耐磨性具有显著影响,CoCrFeNiCuTi合金表现出最好的耐磨性。随着Ti含量的升高,合金的磨损机理由黏着磨损转化成黏着磨损与氧化磨损并存。     

AlxFeCoNiB0.1高熵合金的微观组织和力学性能研究

采用真空电弧炉熔炼制备了AlxFeCoNiB0.1（x=0.4,0.5,0.8,1.2,1.6 at%）高熵合金,并对其微观组织和力学性能进行测试。随Al含量增加,合金的铸态枝晶由FCC相转变为B2(AlNi)/BCC相。当x=0.4和0.5时,合金的组织由枝晶FCC相和枝晶间组织B2相及(Fe,Co)2B组成;x=0.8时,枝晶由B2相组成,枝晶间由FCC相及(Fe,Co)2B组成;x=1.2时,枝晶间由共晶组织FCC+(Fe,Co)2B组成,BCC呈纳米级颗粒状;x=1.6时,共晶组织消失。随Al含量的增加,抗压拉强度先上升后下降,Al含量为0.8时达到峰值,为2243MPa,适量的Al能提高高熵合金综合力学性能。     

稳定化处理对ZA35-0.1Ti合金组织及耐磨性的影响

通过组织观察、DSC分析、XRD和摩擦磨损试验,研究了稳定化处理对ZA35-0.1Ti合金组织和性能的影响规律,并确定了合理的合金稳定化处理工艺。试验结果表明,对ZA35-0.1Ti合金进行360 ℃×7 h稳定化处理后,消除了晶界处CuZn₅相,大大减少枝晶偏析,基本消除非平衡β相。在载荷为60、120和180 N时,经稳定化处理后合金的磨损率与未经稳定化处理的合金相比分别小29.3%、28.1%和29.5%。ZA35-0.1Ti合金适宜的稳定化处理工艺为360 ℃×7 h。     

QPQ处理对45钢组织与性能的影响

对用于制作高压开关构件的45钢进行了3 h盐浴渗氮,抛光后再进行400 ℃×30 min氧化的QPQ处理。通过观察渗层表面形貌,测量渗层表面硬度及耐磨性,分析了渗层性能与QPQ工艺之间关系。研究结果表明,45号钢在不同QPQ渗氮温度下得到了不同厚度的化合物层,具有很高的硬度和耐磨性。当620 ℃渗氮时,渗氮层的综合性能最佳。     

热处理对CoCrFeNiMo高熵合金组织与硬度的影响

用真空电弧熔炼法制备了CoCrFeNiMo高熵合金,研究了退火温度对合金组织及硬度的影响。结果表明,铸态合金的晶体结构以FCC为主,同时夹杂Cr9Mo21Ni20和CrFe4少量金属间化合物;铸态合金的组织形貌为树枝晶组织,在枝晶间分布着类似于共晶组织的片层状结构,随退火温度升高,合金中FCC相逐渐减少,共晶相逐渐增多,最终形成了类似于过共晶的组织形貌;合金的硬度随退火温度的升高先增大后减小,但铸态与退火态的合金的硬度相差不大,说明此合金具有较高的热稳定性以及较好的高温使用性能。     

退火温度对CrFeCoNiTi1.5高熵合金微结构与性能的影响

为研究中低温热处理对CrFeCoNiTi_1.5高熵合金性能的影响,分别在200、400及600 ℃下对高熵合金进行10 h退火处理。通过X射线衍射仪、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、显微硬度计和电化学工作站对高熵合金的组织结构、表面形貌以及元素的偏析程度进行分析,并测试了高熵合金的动电位极化曲线以及维氏硬度。结果表明:退火温度的提高有利于CrFeCoNiTi_1.5高熵合金中HCP结构相的析出;随着温度的升高Cr、Fe、Co和Ni逐渐向晶内聚集分布,Ti逐渐向晶间聚集。600 ℃中低温退火处理时合金耐腐蚀性能最好,硬度为914 HV0.5。     

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。     

退火处理对CoCrFeNiB0.05Ti0.6高熵合金组织与力学性能的影响

采用机械合金化法制备CoCrFeNiB_0.05Ti_0.6高熵合金粉末,通过粉末冶金法制备了CoCrFeNiB_0.05Ti_0.6高熵合金。随后将烧结试样分别在450、650、850℃退火处理12 h。利用X射线衍射仪分析CoCrFeNiB_0.05Ti_0.6高熵合金退火前后的相结构;通过SEM和EDS分析CoCrFeNiB_0.05Ti_0.6高熵合金退火前后的微观组织形貌和元素分布情况;通过HXD-1000维氏硬度计和WDW-200万能试验测试机测量试样维氏硬度和压缩强度。结果表明,烧结态合金主要为FCC相伴随少量的HCP和Laves相;随着退火温度升高,BCC与硼化物等新相相继生成,Cr元素由浅灰色树枝晶向深灰色枝晶间的扩散程度逐渐增大,B元素与其它元素构成新的硼化物。烧结态合金为树枝晶与枝晶间组织,退火后枝晶间组织占比增大,树枝晶减少。CoCrFeNiB_0.05Ti_0.6...     

激光烧结制备CrFeNiAlSiCux多孔高熵合金组织与性能

在Cr、Fe、Ni、Al、Si纯粉末中添加非等摩尔比的Cu元素混合后压制成坯,采用激光自蔓延烧结制备CrFeNiAlSiCux（x=0-1.2）高熵合金。通过OM、XRD、SEM和EDS、维氏显微硬度计、磨粒磨损机及电化学工作站进行表征,分析物相结构、显微组织、密度和孔隙率、硬度、耐磨及耐蚀性能。结果表明：合金中BCC和FCC两相共存,随着Cu元素添加,FCC相增多,但BCC相仍多于FCC相,合金是典型树枝晶组织并伴有许多菊花状的组织,菊花状组织主要含有Cr、Fe、Si、Ni元素,枝晶间组织主要含有Cu元素。CrFeNiAlSiCu0.4综合性能最佳,显微硬度最大,为908.68 HV,单位面积磨损量最小,为48 mg·cm-2,腐蚀电流最小,为0.4100 μA/cm-2,腐蚀电位最大,为-149.264 mV。     

退火对冷轧Al0.2CoCrFe2Ni高熵合金组织和力学性能的影响

研究了不同温度退火对80%冷轧Al_0.2CoCrFe₂Ni高熵合金显微组织和力学性能的影响。使用X射线衍射仪(XRD) 、电子背散射衍射仪(EBSD)、微控电子万能试验机分别对合金进行了晶体结构、织构类型和力学性能的表征。结果表明,合金在铸态、轧制态以及退火态都表现为稳定FCC晶体结构。合金铸态下呈现典型的树枝晶组织,经80% 轧制后出现了明显的轧制变形带,在随后的退火过程中发生再结晶,其再结晶晶粒体积分数及其晶粒尺寸随着退火温度的升高而增加。合金经过80%轧制后主要表现为(111)<112>织构,其织构强度随着退火温度的升高而降低。80%轧制使Al_0.2CoCrFe₂Ni合金获得较大的抗拉强度(1005 MPa)和较低的塑性(10%), 随着退火温度的提高,合金的强度降低塑性增强,并在700 ℃退火时合金获得最佳的综合力学性能,该过程主要取决于合金中的位错密度、再结晶体积分数和晶粒尺寸及其再结晶织构的演变。