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%。     

机械合金化和真空热压烧结FeCoCrNiMn高熵合金的显微组织和力学性能（英文）

采用机械合金化和热压烧结制备FeCoCrNiMn高熵合金。结果表明,采用机械合金化得到纳米晶合金粉末,粉末相结构由面心立方结构(FCC)相以及少量的体心立方结构(BCC)相和非晶相组成。热压烧结后,合金中BCC相基本消失,同时伴随着σ相和M23C6相的析出;烧结温度的升高导致析出相颗粒明显长大。随着热压烧结温度从700℃升高到1000℃,合金塑性应变从4.4%增加到38.2%,而屈服强度从1682 MPa下降到774 MPa。经800℃和900℃烧结1 h的FeCoCrNiMn高熵合金具有较好的综合力学性能。     

FeCoCrNiMnC_x高熵合金的组织和力学性能

为了提高FeCoCrNiMn高熵合金的强度,向合金中添加碳元素。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、显微硬度计以及拉力实验机等设备,分析了该合金的组织结构和性能。结果表明,含碳合金相结构由FCC基体相和M_(23)C_6碳化物组成;随着碳含量的增加,该合金的强度和硬度逐渐升高,但塑性呈下降的趋势。经冷轧退火处理后,该合金的组织和性能得到有效调控。对于FeCoCrNiMnC_(0.1)合金,冷轧退火处理导致M_(23)C_6碳化物均匀地分布于合金中,合金的平均晶粒得到细化,其显微硬度、屈服强度和均匀塑性应变分别为268 HV,581 MPa和25%,呈良好的综合力学性能。     

轧制变形对高熵合金微观组织和力学性能的影响

对(FeNi)₆₇Cr₁₅Mn₁₀Al₅Ti₃高熵合金进行退火、冷轧和热轧+冷轧等工艺处理,采用X射线衍射仪、扫描电镜和万能试验机分别对合金进行物相组成、组织形貌以及力学性能测试和表征。结果表明,铸态和退火态的非等主元(FeNi)₆₇Cr₁₅Mn₁₀Al₅Ti₃高熵合金更易形成单相固溶体;在中等变形的热轧+冷轧工艺下,合金形成FCC+BCC的双相固溶体,其屈服强度可提高到460.0 MPa;在中等变形的冷轧工艺下,合金会形成细小的金属间化合物,从而具有细小金属间化合物强化机制,使屈服强度显著提升并达到722.0 MPa,同时,合金仍具有约25.7%的均匀伸长率,综合力学性能最佳。     

V-5Cr-5Ti合金的拉伸性能及其强化机理

对真空熔炼V-5Cr-5Ti合金开展了均匀化退火、热锻开坯、冷轧变形和热处理实验,利用万能试验机、扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）研究了V-5Cr-5Ti合金中析出相对力学性能影响,估算了V-5Cr-5Ti合金中析出相强化的效果。结果表明：铸态V-5Cr-5Ti合金存在以片层状析出相为特征的树枝状析出相,合金均匀化退火后析出相由片层状转化为针状,由树枝状转化成团聚状。析出相在变形过程中破碎成短条状或球状颗粒。铸态合金的抗拉强度、屈服强度和延伸率的平均值分别为505.0 MPa、415.0 MPa和8.2%,断裂机制为脆性的解理断裂。均匀化热处理后断裂机制转变为沿晶断裂和准解离断裂共存的混合型断裂。80%冷变形＋热处理后合金的抗拉强度、屈服强度和延伸率的平均值分别为487.3 MPa、382.7 MPa和26.2%,由于晶粒及析出相形态的变化,合金塑性得到大幅改善。锻造和冷轧后合金断裂机制为韧性的微孔型断裂。析出相以Orowan强化机制增强V-5Cr-5Ti合金,以80%冷轧1000 ℃/1 h退火状态合金为例,由析出相强化获得的屈服强度增量约为50.1 MPa。     

热机械处理Al-Co-Fe-Ni共晶高熵合金组织性能研究

共晶高熵合金具有优异的强塑性匹配,同时还兼具传统共晶合金良好的铸造性能,对高熵合金的实际化应用有着重大的意义。而如何进一步提升共晶高熵合金的强塑性能,成为了高熵合金领域的研究热点。本文以Al₂₁Co_19.5Fe_9.5Ni₅₀共晶高熵合金为研究对象,探究了热机械处理对合金微观组织和拉伸力学性能的影响规律。并结合合金微观组织和相结构对合金应变硬化能力的影响,阐明了热机械处理条件下合金的变形机制及其对合金力学性能的影响。结果表明,经过热机械处理后合金由共晶层片组织转变为近完全等轴晶组织,且FCC相中析出L1₂相。热机械处理后合金在拉伸变形过程中,随着应变量的增加FCC相内位错密度增加,B2相发生应力诱发马氏体相变而形成具有相互交错孪晶结构的L1₀相,最终在FCC相与B2相双重强化机制下,表现出更高的屈服强度(551 MPa)和断裂伸长率(10.2%),加工硬化率曲线出现显著变化。     

碳化物析出对CrFeCoNi高熵合金拉伸和腐蚀性能的影响

添加了3%(摩尔分数,下同)的C对CrFeCoNi高熵合金进行合金化,依次进行1 200℃×12h均匀化冷轧800℃×1h再结晶退火,获得了完全再结晶组织,研究了该合金中碳化物的析出特征及其对合金微观组织、室温拉伸性能和腐蚀行为的影响。结果表明,C合金化后,除了面心立方结构的等轴晶基体之外,还发现了M_(23)C_6碳化物随机分布在晶界和晶内。室温屈服强度由CrFeCoNi合金的386MPa增加到706MPa,但伸长率和耐腐蚀性有所降低。     

铸态和退火态Al_(0.5)CoCrFeNiTi_(0.5)高熵合金的组织与性能

采用真空电弧熔炼法熔炼出Al_(0.5)CoCrFeNiTi_(0.5)高熵合金,并在600、800和1000℃下进行真空退火热处理。利用X射线衍射仪(XRD)、光学显微镜(OM)、电子探针(EPMA)、硬度计、万能试验机以及电化学工作站对合金铸态和不同温度退火态的微观组织、硬度、压缩力学性能以及在3.5%NaCl溶液中的耐蚀性进行研究。组织分析表明:铸态和退火态的Al_(0.5)CoCrFeNiTi_(0.5)合金均由富(Cr,Fe)的FCC、富(Al,Ni,Ti)的BCC和σ三相组成,但退火处理使合金的组织形貌和各相的相对含量发生了改变,铸态下的粗大白色FCC柱状晶转变为细小的FCC+BCC+σ的混合组织;随着退火温度的升高,BCC和σ相含量增加。800℃退火态合金成分均匀性最好,1000℃退火态合金由于退火温度过高,组织粗大,元素偏析重新加剧。硬度试验和压缩试验结果表明:合金在铸态和3种温度退火态下的硬度都较高,表现出良好的抗回火软化能力;800℃退火态合金中由于BCC和σ相的增加,其硬度和屈服强度最高,但塑性最差。1000℃退火态合金由于大量σ相的析出以及组织粗大,其屈服强度、断裂强度和压缩形变率都急剧降低。600℃退火态合金具有理想的FCC、BCC和σ相的组成含量,其综合力学性能最好。电化学腐蚀试验表明:铸态和3种温度退火态的合金在3.5%NaCl溶液中都表现出良好的耐蚀性,800℃退火态合金由于其成分均匀性最好,耐蚀性最好。     

Al0.8CoCrFeNiTi0.2高熵合金铸态及退火态组织和性能研究

采用真空电弧熔炼法熔炼出Al0.8CoCrFeNiTi0.2高熵合金,并在600 ℃、800 ℃、1000 ℃下进行了真空退火热处理。利用X射线衍射仪（XRD）、光学显微镜（OM）、电子探针（EPMA）、硬度计、万能试验机以及电化学工作站对合金铸态和不同温度退火态的微观组织结构、硬度、压缩机械性能和在3.5wt.%的NaCl溶液、0.5mol/L的H2SO4溶液中的耐蚀性进行了研究。组织分析表明退火处理使合金的相组成和组织形貌都发生了改变,铸态下合金由BCC和FCC两相固溶体组成, 600 ℃、800 ℃和1000 ℃退火态下合金由BCC、FCC和σ相三相组成,800 ℃退火态中σ相析出最多。随着退火过程的进行,铸态下的单相固溶体树枝晶转变为了细小层片状的两相混合组织。在800 ℃及以下温度范围,退火温度越高,混合组织越细小,成分均匀性越好。但1000℃退火态有大块状单相固溶体析出,导致元素偏析重新加剧。硬度试验和压缩试验结果表明合金在铸态和三种温度退火态下都有较高的硬度、屈服强度、断裂强度和塑性变形量,表现出了良好的综合机械性能和抗回火软化能力。800 ℃退火态的硬度、屈服强度和断裂强度最高,铸态的塑性最好。电化学腐蚀试验表明铸态和三种温度退火态下的合金在3.5% NaCl溶液和0.5mol/L H2SO4溶液中都表现出了良好的耐蚀性, 800 ℃退火态的耐蚀性最好。     

镍基合金的析出相及强化机制

用结构分析和性能测试方法,研究了2种镍基合金（617和625）的时效析出相及强化机制。结果表明：在760℃时效过程中,617和625合金均析出面心立方结构的M23C6碳化物和面心立方有序结构的γ′相,M23C6碳化物分布于晶界和晶内,γ′相分布于晶内。此外,625合金还析出体心四方结构的γ″相。2种合金的晶内析出相（M23C6和γ′）稳定性好,617合金的晶界析出相（M23C6）在760℃时效3000 h后聚集长大,仍为不连续分布,可阻碍晶界滑移;625合金的晶界相（γ″相）随760℃时效时间延长数量增多。M23C6作为时效态617合金的主要析出相,弥散分布于晶界和晶内,有利于析出强化,从而提高了617合金的强度和硬度。γ″相作为625合金中的强化相,γ″相与基体（γ）之间的点阵错配度大,共格应力导致的强化作用明显,导致时效态合金的高屈服强度和硬度。     

热处理对冷轧变形Al_(0.3)CoCrFeNi高熵合金组织与力学性能的影响北大核心CSCD

利用X射线衍射仪、光学显微镜、扫描电镜、电子背散射衍射、硬度测试和拉伸实验等手段,研究了退火温度对冷轧变形量为95%的Al_(0.3)CoCrFeNi高熵合金微观组织和力学性能的影响。结果表明:合金经过95%冷轧变形后仍保持FCC单相;冷轧变形后的合金的硬度明显提高,塑性大幅下降,强度提高了4~5倍;经过600℃以上温度退火后,合金发生再结晶;随着退火温度的升高,晶粒尺寸逐渐增大,合金强度下降,塑性提高,断口形貌由解理特征向韧窝特征转变;同时在600~800℃退火时合金中有少量第二相(BCC相)析出,温度越高,第二相析出越明显。     

热处理对冷轧变形Al_(0.3)CoCrFeNi高熵合金组织与力学性能的影响

利用X射线衍射仪、光学显微镜、扫描电镜、电子背散射衍射、硬度测试和拉伸实验等手段,研究了退火温度对冷轧变形量为95%的Al_(0.3)CoCrFeNi高熵合金微观组织和力学性能的影响。结果表明:合金经过95%冷轧变形后仍保持FCC单相;冷轧变形后的合金的硬度明显提高,塑性大幅下降,强度提高了4~5倍;经过600℃以上温度退火后,合金发生再结晶;随着退火温度的升高,晶粒尺寸逐渐增大,合金强度下降,塑性提高,断口形貌由解理特征向韧窝特征转变;同时在600~800℃退火时合金中有少量第二相(BCC相)析出,温度越高,第二相析出越明显。     

冷轧热处理对一种亚稳β型钛合金组织及性能的影响

利用光学显微镜（OM）、X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）及室温拉伸等试验方法研究了单次冷轧退火、三次冷轧退火以及后续时效工艺对自主设计的亚稳β型钛合金Ti-7.46V-5Mo-3.13Cr-1Zr-3Al的显微组织及力学性能的影响。结果表明：与单次冷轧退火相比,三次冷轧退火后合金晶粒更加细小,强度塑性均有提高,屈服强度达到815 MPa,延伸率为27%。样品经单次冷轧退火和时效处理后,析出弥散细小的次生α相,合金屈服强度达到1280 MPa并且屈服强度随时效时间的增加呈先增加后减小的趋势,总体呈现较高的强度和较低的延伸率;而经三次冷轧退火和时效后的样品屈服强度略低,但塑性显著提高,具有较好的强度和塑性匹配。综合比较实验结果,可以确定本次实验中合金经过三次800℃/20 min冷轧退火和500℃/10 h时效后能达到良好的强度和塑性匹配,其抗拉强度为1380 MPa,延伸率为10.8%。     

(CoCrFeMnNi)97.02Mo2.98高熵合金σ相析出演变及力学性能

为了研究σ相(CrMo相)对(CoCrFeMnNi)_(97.02)Mo_(2.98)高熵合金力学性能的影响规律,对(CoCrFeMnNi)_(97.02)-Mo_(2.98)高熵合金进行退火热处理,利用SEM、EDS、XRD等方法分析了(CoCrFeMnNi)_(97.02)Mo_(2.98)高熵合金析出σ相的演变规律,采用显微硬度及拉伸实验测试了其力学性能,研究了σ相对其力学性能的影响机制。结果表明,随着退火温度的升高,(CoCrFeMnNi)_(97.02)Mo_(2.98)高熵合金析出σ相量增多,且在晶界处先析出,后在晶内析出,晶界第二相形态由细小条状断续分布,逐渐变为粗大条状连续分布,随着温度进一步升高,由条状连续分布转变为颗粒状断续分布。(CoCrFeMnNi)_(97.02)Mo_(2.98)高熵合金退火处理析出σ相具有明显的第二相强化作用,随着退火温度的升高,硬度及强度均增大,当温度高于900℃尤为显著。σ相在晶内析出及其细化,能够促进合金强度与塑性同步提高。     

镍基耐蚀Hastelloy G3合金的组织特征及热力学计算

利用Thermo-Calc软件对镍基耐蚀Hastelloy G3合金进行了热力学计算,系统研究了成分对平衡相析出的影响规律,并通过SEM和TEM对合金时效处理后的析出相进行了观察。结果表明,合金析出的平衡相主要为σ相、μ相、M6C和M23C6;Cr、Mo含量主要影响σ相和μ相析出量及开始析出温度;而C元素显著影响碳化物M6C和M23C6的析出行为;进一步通过试验研究了时效过程中析出相的析出规律。     

异质结构CoCrFeNiW高熵合金的拉伸性能和强化行为（英文）

采用真空电弧熔炼方法制备Co₃₀Cr₃₀(FeNi)_40-xW_x(x=0～8%(摩尔分数),分别简化为HWO～HW8)高熵合金。研究铸态和退火态合金的显微组织和拉伸性能。结果表明,HW2和HW4具有单一的FCC相。随着W含量和退火温度的增加,细小粒状μ相的面积分数增加且分散在FCC基体中。软FCC基体和硬μ相构成应变不相容的异质结构。随着W含量从0增加到8%(摩尔分数),屈服强度和抗拉强度分别从278和629 MPa提高到530和839 MPa,应变维持在33%。退火后的HW8表现出优异的屈服强度(810 MPa)和抗拉强度(1087 MPa)。屈服强度的提高归因于固溶、沉淀和背应力强化。异质结构中产生的背应力强化作用诱导高硬化行为,在提高抗拉强度和塑性方面发挥着主导作用。     

超细晶粉末冶金CoCrFeMnNiGd0.15高熵合金的组织性能

采用机械合金化和放电等离子烧结的方法制备出超细晶CoCrFeMnNiGd_0.15合金,研究了CoCrFeMnNiGd_0.15高熵合金的组织与性能。结果表明,其组织为多相结构,基体为FCC固溶体相,析出相为稀土氧化物(Gd₂O₃)和富Gd、Ni、Mn的四方结构相。随着烧结温度的提高,析出相的含量不断增加且尺寸不断增大,合金的压缩屈服强度不断下降而塑性则不断上升。在900℃烧结时材料具有最优的综合力学性能,其压缩屈服强度(σ_0.2)、抗压强度(σ_max)、断裂时的塑性应变(ε_p)和维氏硬度分别达到1662 MPa、2518 MPa、30.6%和458 Hv。     

热处理对NiW中/重合金组织与性能的影响

本文研究了不同热处理温度对冷轧态Ni42W10Co1Mo合金微观组织及力学性能的影响规律。结果表明,随着热处理温度的升高,合金中TCP相由σ相向μ相转变,μ相再向σ相转变,基体组织由条带状变形组织逐渐转变为均匀的等轴晶。经900℃热处理,析出相主要以针状与块状μ相析出为主,同时还有少量颗粒状μ相,发生明显再结晶现象。经1200℃热处理,颗粒状σ相大量析出,基体组织完成静态再结晶过程。TCP相的析出消耗了基体中固溶强化元素W,导致合金的室温屈服强度下降,屈服强度由初始态合金的1564MPa下降至1200℃热处理后的479MPa。小尺寸的σ相能阻碍裂纹的扩展,有利于提升合金的塑性,经1200℃热处理合金延伸率达到了72.4%。然而较大尺寸的μ相对合金的塑性产生不利影响,经900℃热处理后合金延伸率仅有7.1%。     

CoCrFeMnNi高熵合金的相稳定性

通过分析CoCrFeMnNi高熵合金在1000、800和600℃退火后的组织和结构,研究了该合金的相稳定性。结果显示:CoCrFeMnNi高熵合金退火前为FCC单相固溶体,1000℃×72h退火后合金的组织和结构无变化;800℃退火后合金中析出了富含Cr元素的层片状第二相,析出相主要分布在晶界处;600℃退火试样析出了富Mn相。基于吉布斯自由能的热力学分析表明,合金体系的构型熵在高温时能够维持CoCrFeMnNi合金相结构的稳定性,中低温时会有第二相析出,因此CoCrFeMnNi高熵合金不能视作绝对稳定相。     

粉末冶金FeCoNiCu0.4Al0.4高熵合金的热处理组织与性能

采用机械合金化(MA)与放电等离子烧结(SPS)相结合的方法制备出FeCoNiCu0.4Al0.4高熵合金,研究不同热处理温度对合金显微组织与力学性能的影响规律。结果表明:机械合金化后,FeCoNiCu0.4Al0.4高熵合金形成了单相的FCC固溶体,经1100℃SPS烧结后的块体组织仍为单相FCC结构,其压缩屈服强度、塑性应变和显微硬度分别为1165.1 MPa、45.2%和356.9 HV。经过热处理后,合金组织中生成了新的BCC相,且BCC相的含量随热处理温度的升高先增多后减少,500、600和700℃热处理后BCC相的含量分别为7%、30%和21%(体积分数)。退火态FeCoNiCu0.4Al0.4高熵合金的屈服强度随热处理温度的升高先升高后降低。当BCC相含量增多时,材料的屈服强度和硬度相应地提高,而塑性却显著降低。