形变+退火对内燃机用FeCoCrNiBx高熵合金组织演变的影响

为了提高非等原子比高熵合金(Fe50Ni30Co10Cr10)的力学性能,在该合金中加入B元素作为间隙增强原子,对其进行变形处理与退火后,实现了对该合金显微组织的精确调控,并分析了经过不同时间与温度退火处理后该合金发生的再结晶转变过程.研究结果表明:FeCoCrNi高熵合金在添加B元素后会引起σ相温度发生小幅下降,随着...     

熔覆电流对FeCoCrNiMn高熵合金涂层组织与性能的影响

目的 研究等离子熔覆电流对FeCoCrNiMn高熵合金涂层组织与性能的影响。方法 采用等离子堆焊工艺在65Mn钢基体上制备等摩尔比的FeCoCrNiMn高熵合金涂层。通过观察涂层的宏观表面特征来判断等离子熔覆技术制作高熵合金涂层的宏观效果。利用金相显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）以及X射线衍射技术（XRD）观察涂层显微组织,并分析涂层的成分和相组成。采用维氏硬度显微测试计测量合金涂层的表面硬度和基体至涂层的层深硬度。结果 等离子熔覆技术制备的合金涂层无裂纹,涂层平均厚度达到2 mm。涂层元素与熔覆粉末元素比例一致,除去部分Fe元素由基体进入涂层之外,涂层依旧为单相FCC固溶体结构,组织形态为枝晶。涂层与基体结合处可以观察到明显的柱状晶区和热影响区（HAZ）。随着电流的增大,枝晶组织逐渐变粗,而FeCoCrNiMn高熵合金涂层的表面硬度逐渐减小,在190 A处,硬度发生突变达到最大值366.3HV,170 A处为最小值258.78HV。沿层深方向,涂层硬度变化不大,热影响区内由上到下,硬度先增大后减小。结论 等离子熔覆技术制备高熵合金涂层有明显的优势,且具有制作大面积表面涂层的潜力,涂层厚度可以达到毫米级。电流大小改变,FCC相组成没有发生改变,而组织结构发生改变,随着电流变大,枝晶组织变粗,涂层硬度逐渐下降。     

FeCrNiMn双相高熵合金高温压缩过程中的组织演变

为了研究双相高熵合金（HEA）在高温变形过程中的微观组织演变,在900至1050 ℃的温度下进行了不同应变速率的压缩试验。选择了4种典型的流动曲线,并对相应的微观组织进行了分析,以研究双相HEA的动态再结晶（DRX）和织构演变。结果表明,在应变速率为0.1和0.01 s^-1时,变形试样的流动曲线完全不同。力学流动曲线的差异与DRX和织构演化过程有关。在1050 ℃和0.1 s^-1下压缩后,获得了结合<110>和<100>的双组分组织结构,这是因为高温下扩散控制的溶质阻力占主导地位。此外,bcc相的影响依赖于界面边界和颗粒周围的应变不均匀性,因为没有发生相变,大部分应变由fcc相容纳。     

退火处理对CoFeNiVTi高熵合金组织和性能的影响

采用真空电弧炉熔炼和铜模吸铸法制备了CoFeNiVTi高熵合金柱状试样,并对其在氩气保护条件下进行了800℃退火20 h的处理。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和压缩实验等研究了铸态和退火态CoFeNiVTi合金的显微组织和力学性能。结果表明：铸态合金为单相BCC固溶体结构,显微组织呈现典型的柱状晶特征,合金元素均匀分布;退火态合金由BCC基体和金属间化合物Ni₂V₃型的σ析出相构成,σ析出相具有明显的取向特征,呈粗大板条状和细小针状。与铸态合金相比,由于σ析出相的存在,退火后合金的断裂强度有所下降,但仍高达2.5 GPa,硬度则显著提高至800 HV0.2。     

激光功率对FeCoCrNiMn高熵合金熔覆层组织与性能的影响

采用5种激光功率在40CrMnMo钢表面制备了FeCoCrNiMn高熵合金涂层,采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、维氏显微硬度计、应力分析仪、摩擦磨损试验机和电化学工作站等对涂层的显微组织、物相、力学性能及耐蚀性能进行了研究,分析了激光功率对熔覆层组织与性能的影响。结果表明：激光熔覆制备的FeCoCrNiMn涂层的组织主要为FCC固溶体相,当激光功率大于1400 W时,涂层出现BCC相(α-Fe)结构,组织为树枝晶,晶内为马氏体;随着激光功率的增大,涂层残余应力先减小后增加,在1000 W时达到最小值,为215.3 MPa,涂层的硬度为先增大后减小,1000 W时达最大值215.4 HV0.3;激光功率1000 W时涂层的耐磨性最佳,磨损率最低,为1.406×10^-5 g·N^-1·m^-1;激光功率1200 W时涂层的耐腐蚀性最佳,涂层的自腐蚀电位最大,为-0.24 V,自腐蚀电流密度最小,为2.37×10^-9 A·cm^-2。综合分析试验结果,激光...     

退火对CrCuFeMnTi高熵合金组织结构和力学性能的影响

为了研究退火处理对CrCuFeMnTi高熵合金组织结构和力学性能的影响,通过真空电弧熔炼法在氩气保护下制备了铸态合金,在不同温度下对合金进行退火处理,观察其组织结构并进行力学性能测试。结果表明:铸态CrCuFeMnTi高熵合金由1个密排六方和1个面心立方结构固溶体构成,形成由枝晶相和枝晶间相组成的典型枝晶组织形貌;合金在750℃以下退火时,主要以元素的扩散和组织的均匀化为主,经过900℃等温退火处理后,合金中密排六方结构的固溶体逐渐转变成体心立方结构固溶体,该相变过程是由元素扩散引起及控制的;经过750℃以下的退火处理后,合金的硬度和断裂强度均有所提高,但断裂行为均表现出脆性特征。     

含碳FeCoCrNiMn高熵合金的中温分解动力学（英文）

研究大变形冷轧1.3 at.%碳掺杂等摩尔比FeCoCrNiMn高熵合金在500℃退火下的相分解动力学和相应的力学性能演变。该高熵合金为面心立方结构(FCC)的单相固溶体,随着退火时间的延长,合金中先析出M23C6+L10,随后析出B2,最后析出σ相。L10、B2和σ相的分解动力学遵循Johnson-Mehl-Avrami-Kolmogorov(JMAK)方程。冷轧后FCC结构高熵合金的屈服强度为1520 MPa;在500℃下退火1 h后,合金中析出纳米尺寸的M23C6和L10相,合金的屈服强度可达1920 MPa;当退火时间延长至2 d时,合金中析出的M23C6和L10相体积分数增大且晶粒粗化,合金的强度和塑性均下降;退火4～32d后,B2和σ相的析出使合金的硬度增加;退火32～64 d后,合金几乎全部由FCC相分解成M23C6、L10、B2和σ相,此时合金的硬度约为HV 760。该合金的分解动力学可用于指导含碳高熵合金的热处理。     

高温退火对AlCrFeNiTi高熵合金组织和性能的影响

采用非自耗真空电弧熔炼技术制备了 AlCrFeNiTi高熵合金,并对其进行了高温退火处理.通过X射线衍射仪、扫描电镜以及往复式电化学腐蚀摩擦磨损测试仪研究了铸态及高温退火后AlCrFeNiTi高熵合金组织结构和性能.结果表明:合金经过高温退火之后,物相组成并没有发生明显变化.退火后的合金晶间区域减小,"上坡扩散"的存在导致合金成分偏析现象仍然存在.同时,高温退火导致合金的硬度从434.16 HV下降到408.00 HV,摩擦系数从0.7420下降到0.3635,体积磨损量从9.7231 mm3增加到16.9675 mm3.上述性能上的变化与合金内部的成分偏析和组织结构的转变有密切关系.     

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。     

冷轧退火对FeMnCoCrAl高熵合金组织和力学性能的影响

使用真空电弧炉熔炼出(Fe₅₀Mn₃₀Co₁₀Cr₁₀)₉₄Al₆合金,利用冷轧及在不同温度对合金进行退火,以期望得到由多尺度再结晶晶粒构成的层状结构;并对不同退火温度的样品进行拉伸性能测试。利用扫描电镜和EBSD对合金组织形貌进行表征,采用X射线衍射方法研究其相组成。结果表明:合金在铸态和冷轧后相组成未发生变化,700 ℃退火得到较好的多尺度再结晶晶粒的层状结构,其屈服强度为487 MPa,抗拉强度为708 MPa,断后伸长率为39%,表现出良好的综合力学性能。     

退火处理对LZ91镁锂合金冷轧板材组织与力学性能的影响

采用双辊轧机对热挤压态LZ91镁锂进行冷轧试验,利用OM、SEM、XRD分析了退火处理对LZ91镁锂合金冷轧板材显微组织的影响,并用维氏硬度计和拉伸试验机测试其力学性能。结果表明：200℃/1h退火后α相发生球化反应,β相再结晶完成,此时合金的综合性能最佳;随着退火温度的升高,α相和β相都相继长大;合金的抗拉强度和维氏硬度随着退火温度的升高而逐渐降低,伸长率则先升高后降低;当退火温度高于250℃时,由于α相和β相同时长大,合金的屈服强度急剧降低。     

退火温度对轧制变形镁锂合金组织与力学性能的影响

研究冷轧(压下量75%)及150、200、250和300 ℃等温退火1 h后Mg-8Li-1Al-0.5Sn合金的组织演变、力学性能以及变形机理。结果发现,合金伸长率随退火温度升高先增加再降低。退火温度为200 ℃时,合金伸长率达到最佳,为40%,相较冷轧态,强度无弱化表现,为212 MPa,伸长率提高24.4%。合金塑性的提升主要是由于退火促进合金内α相由带条状向竹节状转变,缓解应力集中,同时促进β相发生静态再结晶和晶粒细化。此外,α相轧制织构在退火过程中发生角度偏转,保留了有利于滑移的{1010}晶面织构,也对合金伸长率的提升起到促进作用。     

退火时间对冷轧中碳Cr-Mo钢微观组织的影响

通过SEM观察和EBSD技术研究了冷轧中碳Cr-Mo钢在600 ℃退火不同时间后的组织演变规律。结果表明,随退火时间的延长,渗碳体颗粒分布越弥散,并且球化越来越明显,变形后的铁素体条带转变为铁素体等轴晶粒。晶粒内部渗碳体颗粒较小,晶界处渗碳体颗粒较大,部分呈连续分布,且晶粒尺寸不断增大,但在退火时间小于240 min时,晶粒长大不明显,进一步延长保温时间后,晶粒尺寸增长变快。当保温时间从15 min延长到120 min和480 min时,铁素体平均晶粒尺寸从0.670 μm长大到0.732 μm和2.000 μm。在退火0~120、120~240、240~360和360~480 min时段的晶粒长大速率分别为55.7%、9.7%、74.3%和42.9%,其中0~15 min时晶粒尺寸的增长比例高达42.6%。在退火0~120 min时段,晶粒长大速率相对较大,从节约能源的角度考虑,退火时间可以定在120 min。     

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。     

Decomposition kinetics of carbon-doped FeCoCrNiMn high-entropy alloy at intermediate temperature

Phase decomposition kinetics and the corresponding mechanical properties of the severe cold-rolled (SCRed) carbon-doped (1.3 at.%) equimolar FeCoCrNiMn high-entropy alloy (HEA) after being annealed at 500 °C were investigated. This single face-centered cubic (FCC) solid-solution HEA decomposed to M₂₃C₆+L1₀, B2, and σ in chronological order. The formation kinetics of the L1₀, B2, and σ phases followed the Johnson−Mehl−Avrami− Kolmogorov (JMAK) equation. The yield strength of the HEA was 1520 MPa and increased to 1920 MPa after being annealed at 500 °C for 1 h, as a result of the formation of nanosized M₂₃C₆ and L1₀. Both strength and ductility decreased after 2 d of annealing due to the increase of volume fractions and the coarsening of the M₂₃C₆ and L1₀ precipitates. From 4 to 32 d, the hardness was found to increase, which is ascribed to the rapid formation of the B2 and σ phases. From 32 to 64 d, the hardness increased further to finally reach about HV 760, with the FCC matrix almost exhausted to form the M₂₃C₆, L1₀, B2, and σ phases. The results of this work may serve as a guide for the heat-treatment of carbon-doped HEAs.     

冷轧及热处理对Al0.3CoCrFeNi高熵合金组织及性能的影响

利用X射线衍射仪、扫描电镜、透射电镜和拉伸试验等手段,研究了75%压下量的冷轧及1073 K下保温1 h热处理后不同冷却方式(空冷和炉冷)对Al_0.3CoCrFeNi高熵合金微观组织和力学性能的影响。结果表明:铸态以及冷轧态Al_0.3CoCrFeNi合金均为FCC单相结构,经热处理后炉冷及空冷合金均为FCC+BCC双相结构。铸态合金经冷轧以后强度显著提升但塑性大幅度下降。因细晶强化、孪晶以及析出相强化作用,热处理后炉冷合金具有良好的综合力学性能,其抗拉强度为1289 MPa,约为铸态试样的两倍(719 MPa),最大伸长率为28.7%。因析出相增多以及孪晶尺寸增大,与空冷合金相比,炉冷合金在不损失塑性的前提下,抗拉强度增加。     

深冷处理对冷轧铜合金组织与性能的影响

采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射仪、万能试验机及电阻率测试仪等研究了深冷处理(DCT)对冷轧Cu-1.34Ni-1.02Co-0.61Si合金组织和性能的影响。深冷处理使30%压下率冷轧合金显微组织细化和均匀化,并且随着深冷处理时间增加,细化和均匀化程度不断提高。深冷处理促使固溶Ni、Co和Si等原子不断从铜基体中析出,在合金晶粒内和晶界处形成尺寸为0.1～1μm之间的细小弥散球形和长条形第二相颗粒。冷轧前后合金的抗拉强度、电导率和延伸率均随着深冷处理时间延长而增加,并在约36 h后趋于稳定。深冷处理48 h后,冷轧前后合金的抗拉强度、电导率和延伸率分别增加了5.4%和4.4%、6.7%和8.0%、及13.2%和18.7%。冷轧后合金的抗拉强度高于冷轧前;而冷轧后的电导率和延伸率低于冷轧前,但差距均随着深冷处理时间增加而缩小。经深冷处理合金的拉伸断口韧窝的数量和深度比未经深冷处理合金大,且分布更加均匀。     

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.     

冷轧及热处理对AA 5052铝合金组织及力学性能的影响

通过光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射分析、硬度实验和拉伸实验等方法,研究不同轧制变形量及后续退火处理对均匀化态5052铝合金组织与性能的影响。研究结果表明,随着轧制变形量的增加,等轴晶沿着轧制方向明显地被拉长。由于轧制变形量的增加,加工硬化效应导致合金强度升高,硬度下降。当轧制变形量为87%时,抗拉强度可达325 MPa,但是伸长率只有2.5%。经退后处理后,大量的第二相析出。随着退火温度的升高,第二相析出增多,并且明显弱化加工硬化效应。当经过300°C处理4 h后,伸长率可达~23%,抗拉强度降至212 MPa,此时综合力学性能恢复到均匀化状态。