高熵合金FeCoCrNiB0.2Mox激光熔覆层抗冲蚀性能

为改善钢材表面耐冲蚀性能,采用激光熔覆的方法在Q235基体上制备了高熵合金FeCoCrNiB_0.2Mo_x(x = 0,0.5,1)涂层,使用光学显微镜观察了熔覆层的组织;利用X射线衍射仪分析了合金熔覆层的相组成以及晶格畸变;使用维氏硬度计和自制冲蚀设备,研究了Mo对熔覆层硬度和耐冲蚀性能的影响. 结果表明:FeCoCrNiB_0.2Mo_x熔覆层由树枝晶组成,层间还可以观察到细晶区;由于激光熔覆较快的冷却速率抑制了金属间化合物的析出,高熵合金FeCoCrNiB_0.2Mo_x激光熔覆层完全由单相BCC固溶体组成;FeCoCrNiB_0.2Mo_x激光熔覆层硬度可达600 HV0.2以上;熔覆层耐冲蚀性能优良,冲蚀失重速率小于2.25 × 10?4 g/h;并且随着Mo元素含量的增加,涂层的晶格畸变增加,固溶强化效果更加显著,使得熔覆层硬度上升,因此FeCoCrNiB_0.2Mo_x熔覆层的抗冲蚀性能上升;FeCoCrNiB_0.2Mo_x系列涂层的冲蚀破坏主要以塑性微切削和锻压挤压为主.     

Cr含量对CrxMoNbTiZr系高熵合金组织与性能的影响

采用真空电弧熔炼的方法制备了Cr_xMoNbTiZr系高熵合金(x=0, 0.5, 1, 1.5)。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、显微硬度计以及电化学工作站研究了Cr含量对该高熵合金结构、组织、硬度和耐蚀性能的影响。结果表明,Cr的添加使合金由单相BCC结构转变为富Zr相与富Mo-Nb相的双相BCC结构,随着Cr含量增加,在富Zr相中还有富Cr的Laves相析出;Cr_1.5MoNbTiZr合金具有最高硬度765.53 HV,这是由于第二相析出强化、固溶强化与高熵合金晶格畸变的共同作用;Cr的加入增加了Cr_xMoNbTiZr系高熵合金在质量分数为3.5%NaCl溶液中发生腐蚀倾向,但降低了该系高熵合金的腐蚀速率,同时发现Cr的添加存在一个临界值来保证合金的抗点蚀能力,超过这个临界值合金就会更容易发生点蚀现象。     

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...     

激光熔覆AlxNbMn2FeMoTi0.5高熵合金涂层的组织与性能

使用激光熔覆技术在Q235钢基体上制备Al_xNbMn₂FeMoTi_0.5高熵合金涂层,期望借此提高干切削技术适用刀具表层的硬度和耐磨性。经过初步筛选之后,主要研究了Al_xNbMn₂FeMoTi_0.5(x=1、1.5、2)高熵合金涂层体系,并采用XRD和3D激光扫描成像等手段分析了不同Al含量的Al_xNbMn₂FeMoTi_0.5合金涂层的晶相结构、显微组织和具体元素分布。结果显示,对于Al_xNbMn₂FeMoTi_0.5高熵合金涂层,随着Al含量的增加,涂层的相结构由单一的BCC相逐渐转变为双相BCC结构,晶粒逐渐细化。当x=2时,Al_xNbMn₂FeMoTi_0.5高熵合金涂层硬度最高,平均为1089.6 HV0.3,大约为基材的5倍,且其具有最优的耐磨损性能。x=1.5时,Al_xNbMn₂FeMoTi_0.5高熵合金涂层的自腐蚀电位最高,自腐蚀电流密度最小,耐腐蚀性最好。     

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。     

升温速率对轧制态7085铝合金组织与性能的影响

利用Gleeble-3500型热模拟机对轧制态7085铝合金以不同升温速率进行加热处理,采用光学显微镜、X射线衍射仪和维氏硬度计等,研究了升温速率对合金显微组织和硬度的影响。结果表明：轧制态7085铝合金主要由α-Al基体和MgZn₂相组成;以0.5～10℃/s的升温速率加热到300℃时,基体组织发生回复,MgZn₂相未有明显变化;以0.5℃/s和1℃/s的升温速率加热到450℃时,基体组织发生再结晶,MgZn₂相逐渐溶入α-Al基体,合金硬度随着加热温度的升高逐渐增大;以5℃/s和10℃/s的升温速率加热到450℃时,回复组织和再结晶组织共存,MgZn₂相未完全溶入α-Al基体,合金硬度随着加热温度的升高先减小再增大。     

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)。     

热处理温度对AlxCoCrFeNi系高熵合金组织和硬度的影响

采用光学显微镜、X射线衍射仪及硬度计分析了Al_xCoCrFeNi系(x=0. 25、0. 55、0. 75及1. 25)高熵合金在不同温度(800、1 000及1 200℃)退火后的组织及硬度演变规律。结果表明:随着Al元素含量的增加,Al_xCoCrFeNi高熵合金的显微组织由FCC单相逐渐转变为FCC+BCC双相和BCC单相,其硬度也逐渐升高; Al_(0. 25)CoCrFeNi合金的组织热稳定性较好; 800和1 000℃退火对Al_(0. 55)CoCrFeNi和Al_(0. 75)CoCrFeNi合金的组织影响较小,硬度也未发生明显变化; 1 200℃退火后,合金组织粗化,硬度下降;退火温度对BCC结构的Al_(1. 25)CoCrFeNi高熵合金的组织和性能有重要影响,800℃退火时有σ相生成; 1 000℃退火,σ相含量减少,1 200℃退火,σ相再次形成,因此对应的合金硬度先升高后降低再升高。     

Cu和Ni原子在高熵合金CuCoCrFeNi中的扩散行为

研究了CuCoCrFeNi高熵合金在镀镍和镀铜并经不同温度退火不同时间后扩散层的显微组织、成分以及扩散层厚度。结果表明,Cu原子在CuCoCrFeNi高熵合金中不易发生晶格扩散,但经高温或长时间热处理后,Cu原子可在晶界处发生扩散。Ni原子与高熵合金中的组元发生了明显的互扩散;Cu和Ni原子在高熵合金中的扩散是空位机制,只有"适配空位"才能为原子在高熵合金中提供迁移的位置。显微硬度测试结果表明,Cu/高熵合金界面处显微硬度较低,而Ni/高熵合金界面处显微硬度逐渐提高。     

La-Ce混合稀土对Mg-Al-Mn合金力学性能及耐蚀性能的影响

研究了La-Ce混合稀土对Mg-Al-Mn合金组织形貌、力学性能及耐蚀性的影响。采用T-1200CB坩埚炉冶炼稀土含量(质量分数)分别为4.63%、5.81%、6.18%的Mg-Al-Mn合金。在箱式电阻炉中对研究试样进行430 ℃保温24 h的固溶处理,然后进行200 ℃保温24 h时效处理。对不同热处理状态的试样进行组织观察,对固溶时效后的试样进行拉伸、硬度及盐雾腐蚀试验,从而分析La-Ce混合稀土对Mg-Al-Mn合金显微组织、力学性能及耐蚀性的影响。研究表明,随着合金中的La-Ce混合稀土含量的增加,Mg₁₇Al₁₂相逐渐被Al₄(La, Ce)相代替;硬度、抗拉强度和伸长率都逐渐减小,力学性能下降;合金的腐蚀速率逐渐下降,耐蚀性提高。     

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。     

盐浴渗氮处理对FeCrMnNiAl0.2Ti0.1高熵合金组织及性能的影响

采用盐浴渗氮的化学热处理方法对FeCrMnNiAl_0.2Ti_0.1高熵合金进行表面强化,主要工艺为预热+盐浴渗氮+氧化,研究渗氮温度对渗层和性能的影响。采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪研究不同渗氮温度下高熵合金的组织结构和物相,利用显微硬度计和W-2000摩擦磨损试验机分别测量硬度和耐磨性。结果表明,经过盐浴渗氮后,高熵合金表面形成含氮化物和氧化物的复合渗层,渗氮层深度最高为27.1 μm,硬度最高可达1080.0 HV0.2。盐浴渗氮可以有效提高高熵合金的耐磨性,改善摩擦学行为,640 ℃渗氮试样的磨损率仅为0.025 mm³/(N·m),与铸态相比降低了约76.7%。     

退火对AlCuFeNiTiCrx高熵合金硬度的影响

采用铜模吸铸法制备AlCuFeNiTiCr_x(x=0.5, 1.0, 1.5, 2.0)高熵合金,并在1000℃下进行3 h退火处理。通过X射线衍射仪(XRD)、光学显微镜、维氏硬度计,分别测试了铸态和退火态AlCuFeNiTiCr_x(x=0.5, 1.0, 1.5, 2.0)高熵合金的微观结构演变及维氏硬度值。发现铸态和退火态试样仅由简单的体心立方(BCC)和面心立方(FCC)固溶体相组成,而退火态试样中的FCC相与铸态试样中的FCC相相比有所增加。根据金相显微照片,两种状态下的高熵合金仅存在枝晶和晶间相,且退火后的显微组织变得更加均匀。两种状态下高熵合金的硬度均随Cr含量的增加而增加,且退火态试样的硬度值远大于铸态试样。     

冷轧和退火对Ni40(FeCoCrAl)60高熵合金组织与性能的影响

研究了高温退火和二次退火对冷轧后Ni₄₀(FeCoCrAl)₆₀高熵合金组织和性能的影响。结果表明,铸态合金由FCC+BCC双相组成。冷轧并再结晶后,合金保持稳定的相结构,FCC相由树枝晶转变为等轴晶,BCC相位于FCC相之间和FCC相之内。铸态合金的屈服强度和抗拉强度分别为450 MPa和870 MPa,伸长率为40%。室温冷轧后合金强度显著升高,屈服强度和抗拉强度分别是铸态合金的2.9倍和1.7倍,伸长率降至4%。再结晶退火使屈服强度和抗拉强度分别降为590 MPa和820 MPa,伸长率为12%。     

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     

Al_2Ni_2TiCoCrCu_(0.5)FeMo高熵合金组织和硬度研究

使用真空熔炼炉和激光熔覆设备制备了块状和涂层Al_2Ni_2TiCoCrCu_(0.5)FeMo高熵合金,使用扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计分析了合金的组织结构和硬度。结果表明,两种方法制得的Al_2Ni_2TiCoCrCu_(0.5)FeMo高熵合金均为BCC结构,但涂层仅由一种BCC结构相组成;而真空熔炼的块体高熵合金则是由两种BCC结构相组成,其具有不同的成分但具有相同的晶格常数。退火处理使晶格常数减小,块体由0.291 6 nm变成0.290 3 nm;涂层由0.290 7 nm变成0.288 9 nm。激光熔覆制备的涂层比真空熔炼制的块体合金具有更高的硬度。退火处理消除了合金的内应力,从而导致硬度略有下降,涂层硬度(HV)由853.8降至798.6;块状合金硬度(HV)由664.7降至650.9。     

稀土Al-Mg-Si合金导线的热处理与性能研究

采用稀土微合金化和热处理相结合的方法制备出了高强高导电率的铝合金导线,研究了均匀化退火温度和时间、时效温度和时间对合金显微组织、力学性能和导电性能的影响,优化了均匀化退火和时效热处理工艺。结果表明:相对于铸态合金,均匀化退火态合金的硬度降低而导电率提高;随着均匀化退火温度的升高和均匀化退火时间的延长,合金的显微硬度逐渐降低而导电率不断提高,适宜的均匀化退火工艺为570℃/8 h;随着时效温度的提高,导电率达到标准所需的时间缩短,而抗拉强度达到标准的时间先增加而后减小;稀土铝合金导线适宜的时效热处理工艺为190℃/9 h,此时铝合金导线的抗拉强度为242 MPa、导电率为60.2%IACS。     

Al含量对Al_xFeCoNiCu高熵合金结构和纳米压痕蠕变行为的影响

采用真空电弧熔炼法制备了Al_xFeCoNiCu(x=0.5, 1, 1.5, 2)多组元高熵合金,并利用X射线衍射(XRD)、示差扫描量热法(DSC)和纳米压痕法(Nanoindentation)研究了Al元素含量对高熵合金的晶体结构、热稳定性及蠕变行为的影响。结果表明,Al_xFeCoNiCu高熵合金的晶体结构具有面心立方结构(FCC)、体心立方结构(BCC)或者两相混合结构,Al元素的增加促进了BCC相的形成。随着Al含量的增加,合金的热稳定性得到增强。Al元素的添加引起了晶格畸变,并形成了硬度较高的BCC相,导致合金的硬度得到提高,蠕变位移和蠕变应变速率减小。     

Ti对富Fe非等原子比高熵合金组织与性能的影响

在各元素成相作用和降低成本的基础上，利用机械球磨与放电等离子烧结的方法成功制备了一种富铁非等原子比Fe₄₅Cr₁₅Co₁₀Ni₃₀高熵合金。在该合金中通过降低Co和Ni的方式引入Ti元素，并研究了Ti的含量对合金力学性能的影响。结果表明：与Fe₄₅Cr₁₅Co₁₀Ni₃₀合金相比，含Ti的高熵合金出现了富Ti的BCC相；随着Ti含量的增加，FeCrCoNiTi高熵合金的微观组织发生了变化，富Ti的BCC相颗粒变得细小，相的形貌与分布也出现了变化，导致合金的硬度、屈服强度和抗拉强度先升高后降低，应变率逐渐降低，其中Fe₄₅Cr₁₅Co₆Ni₂₆Ti₈合金的综合性能最好，硬度为(404.2±6.3) HV0.3,屈服强度与抗压强度分别达到最高的(1036±12) MPa和(1883±10) MPa,应变率也维...     

放电等离子烧结CuIn5合金的工艺优化

采用正交试验法确定了CuIn₅合金放电等离子烧结(SPS)的最佳工艺参数,研究了烧结温度、烧结时间、烧结压力对CuIn₅合金的致密度、硬度和导电性能的影响。结果表明:影响CuIn₅合金致密度和硬度的主要因素均为烧结温度,其次为烧结压力,烧结时间的影响最小;影响CuIn₅合金电导率的主要因素为烧结温度,其次为烧结时间和烧结压力。利用SPS技术制备CuIn₅合金的最佳工艺为烧结温度850 ℃,烧结时间5 min,烧结压力50 MPa。采用最佳工艺制备的CuIn₅合金组织均匀致密,In固溶于Cu中形成固溶体,其晶格常数为0.362 865 nm,晶格畸变率为0.38%,致密度为99.56%,显微硬度为136.3 HV0.1,导电率为37.86%IACS。