B对Al_(0.5)CoCrCuFeNi高熵合金组织、相组成及耐磨性能的影响（英文）

研究了Al_(0.5)CoCrCuFeNiB_x(x=0~1)的组织、相组成、硬度及耐磨性能。并预测了Al_(0.5)CoCrCuFeNiB_x(x=0~1)中简单固溶体形成规律。未添加硼元素的合金具有简单fcc固溶体结构。添加硼元素后,合金由简单fcc固溶体及多元硼化物组成。硼以硼化物形式析出,没有固溶到fcc固溶体中,因而添加硼对fcc固溶体的晶格常数无影响。硼化物的析出使合金的硬度提高,并且硬度随着硼含量的增加而呈线性增加。当硼含量x≤0.4时,合金的磨耗阻抗变化不明显,但当硼含量x≥0.6时,合金的磨耗阻抗随着硼含量增加而呈线性增加。随着硼含量的增加,合金的磨损机制由粘着磨损转变为氧化磨损。合金硬度与耐磨性能的提高是高硬度的粗大硼化物与韧性的fcc固溶体基体共同作用的结果。     

钛元素含量对CoCrFeNiTi高熵合金涂层硬度及耐磨性能的影响

目的 系统研究钛元素含量对CoCrFeNiTi系高熵合金涂层成形过程、组织性能、力学性能和耐磨性能的影响，设计并制备工业应用价值较高的合金涂层。方法 采用激光熔覆技术在Q235钢上制备了CoCrFeNiTi高熵合金涂层，基于第一性原理预测了不同Ti元素涂层力学、形成特性，研究表征了涂层的显微组织、显微硬度和耐磨性能，结合试验和计算阐明了耐磨性能强化机制。结果 CoCrFeNiTi高熵合金固溶体相剪切模量较高，形成能较低，并且随着Ti元素含量的提升，两者逐渐升高。试验结果证明，CoCrFeNiTi涂层整体为FCC固溶体相，高钛元素组会出现FeCr相、NiTi相和CoTi相组成。组织呈典型树枝晶状，枝晶区域富含Fe和Cr元素，枝晶间区域富含Ni和Ti元素。随着Ti元素含量的提高，CoCrFeNiTi涂层的显微硬度逐渐增加，摩擦因数、磨损率和磨损质量不断降低，耐磨损能力明显增强，试验与计算结果一致。其磨损机制主要为磨粒磨损，Ti元素含量较低组还伴随着黏着磨损。Ti元素含量提高会加剧合金内晶格畸变效应，促进σ相等硬质相析出，产生固溶强化与析出强化作用，阻碍裂纹发展，磨损面积较小，提高耐磨性能。结论 随着钛元素含量的增加，CoCrFeNiTi高熵合金涂层的硬度和耐磨性能有了明显的提升。CoCrFeNiTi0.7激光熔覆涂层具有更高的工业应用价值。     

钒对高硼高速钢组织及回火析出的影响

通过钒合金化制备了不同钒含量的高硼高速钢，采用光学显微镜、扫描电镜、能谱等手段，研究了钒含量对高硼高速钢组织和宏观硬度的影响，并探究了热处理后含钒高硼高速钢的析出相形貌及结构。结果表明，高硼高速钢铸态组织主要由枝晶马氏体和M₂B硼化物组成，随着钒含量增加，基体中马氏体数量减少，铁素体数量增加，同时硼化物逐渐细化，合金的宏观硬度随钒含量增加而逐渐降低。微观分析表明，随V含量的增加，M₂B硼化物中V元素的固溶含量均增加。同时，V在硼化物中的固溶不改变富Fe硼化物中Cr的含量，但富Mo硼化物中Mo、W元素含量随合金中V含量的增加而逐渐降低。淬火加回火处理后，基体中出现了富Mo、W、V元素的二次析出相，且随着合金中V含量的提高，二次析出相的数量不断增加，其尺寸反而减小。同时，基体为细小的板条马氏体，二次析出颗粒形态为球状及短杆状，钒的加入促进了二次硼碳化物M₂₃(B,C)₆、M(B,C)、M₆(B,C)的析出。     

激光熔覆FeCrNiCoMnBx高熵合金涂层的组织结构与性能

采用激光熔覆技术制备FeCrNiCoMnB_x高熵合金涂层,研究了硼含量对激光熔覆FeCrNiCoMnB_x高熵合金涂层的组织结构、硬度和摩擦磨损性能的影响,以及硼化物中层错形成机制。结果表明:涂层均由简单fcc结构固溶体和硼化物两相组成。当硼含量x≤0.75时,生成的硼化物以(Cr,Fe)_2B相为主;而当硼含量x=1时,生成大量的(Fe,Cr)_2B相。随着硼含量的增加,涂层中的硼化物含量增加,硬度增大,耐磨性能增强。硼化物(Fe,Cr)_2B相在(110)面存在大量堆垛层错。硼化物中的层错是(Fe,Cr)_2B相通过(110)面的层错(滑移距离为1/4[111])方式而向(Cr,Fe)_2B相转变而产生。     

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.     

退火处理对激光熔覆FeCoCrNiB/SiC高熵合金涂层组织与性能的影响

采用激光熔敷技术在45号钢表面制备不同SiC含量的FeCoCrNiB/SiC高熵合金涂层。研究退火温度对FeCoCrNiB/SiC涂层组织结构、硬度和耐磨性的影响。结果表明：未加SiC时,涂层由简单FCC固溶体和柳叶状Cr2B相组成。加入SiC后涂层中基体仍然为简单FCC固溶体,但基体内部出现了条状碳化物M7C3和方块状硼化物Fe2B。随着SiC添加量的增加,FeCoCrNiB/SiC涂层析出碳化物和硼化物颗粒尺寸显著变小,碳化物含量逐渐增多,涂层硬度和耐磨损性显著提高。FeCoCrNiB/SiC涂层经过高温退火后相结构较稳定,但组织有一定程度的粗化。添加10wt%SiC的涂层在900 ℃高温退火后硬度下降仅4 %,具有良好的抗高温软化特性。添加SiC颗粒改变了FeCoCrNiB涂层的磨损机制,抑制了涂层的氧化磨损。FeCoCrNiB/SiC涂层经900 ℃高温退火后仍保持良好的耐磨损性能。     

Al5TiB对Mg-8Zn-4Al-0.3Mn合金时效过程的影响

研究了Al5TiB加入量对Mg-8Zn-4Al-0.3Mn铸造镁合金时效过程的影响. 结果表明, 未加Al5TiB的Mg-8Zn-4Al-0.3Mn合金的时效析出过程为 过饱和固溶体→细小弥散析出相→再结晶软化和析出相的聚集长大; 添加Al5TiB的Mg-8Zn-4Al-0.3Mn合金的时效析出过程为 过饱和固溶体→细小弥散析出相→析出相的聚集长大. 固溶处理后, 与未加Al5TiB的合金1#相比, 合金2#、3#、4#显微硬度值分别提高了2.8%、6.8%、9.1%; 人工时效后, 与未加Al5TiB的合金1#相比, 合金2#、3#、4#显微硬度峰值分别提高了9%、11.2%、5.2%. 随着Ti元素在合金中含量的增加, 合金的析出相形成激活能呈先增大而后减小的变化规律.     

AlCoCrFeNiBx 高熵合金微结构与性能

本文系统研究了 B 元素对高熵AlCoCrFeNiBx (x denotes the atomic fraction of B element 0, 0.1, 0.25, 0.5, 0.75 and 1.0)合金的微结构和性能的影响。其中添加的B元素含量为0.1时AlCoCrFeNi 高熵合金的形貌从等轴晶转变为枝晶形貌。 其中在等轴晶的内部可以观测到调幅分解结构。当 x>0.1时, 枝晶和调幅分解结构都逐渐消失了,但是越来越多的硼化物开始出现了。这个转变归因于 Cr-B 和Co-B之间高的负混合焓.随着B元素的增加, AlCoCrFeNiBx高熵合金的结构从B2 BCC 结构向B2 BCC FCC 结构的转变, 最后形成了 B2 BCC FCC 以及硼化物的混合结构。 随着B元素的添加硬度值从 HV486.0 下降到了 HV460.7, 然后增加到 HV615.7,其中x=0.1时合金的硬度最低。合金的压缩强度随B元素的增加明显下降,当x=0.25时,合金具有最大的压缩强度,但是当x =0.75时, 由于硼化物的大量生成合金在弹性变形阶段就发生了断裂。随着B含量增多合金的矫顽力和饱和磁化强度开始下降. 下降的矫顽力显示合金具有很好的软磁性能。     

基于JMatPro软件不同B含量下Co-8.8Al-9.8W合金析出相的热力学模拟计算

为研究B元素对新型钴基高温合金析出相的影响,本文基于JMatPro热力学模拟计算软件对不同B含量下Co-8.8Al-9.8W合金的平衡相析出行为进行了研究。结果表明：B含量的增加,会导致γ相、μ-Co7W6相析出温度的降低,并减少γ相、μ-Co7W6相析出量,相反会提高η-Co3Al相的析出温度及析出量。针对这一计算结果,本文作者从B对平衡相中各元素的影响,硼化物等角度分析,给出了解释。分析认为随着B含量的增加,使γ相析出时固液平衡相中各元素的含量相差越来越多,要满足γ相的形核和长大只有降低温度增加过冷度来实现。从而导致随着B含量的增加,γ相的含量越来越少,析出温度越来越低。硼化物的析出,固溶了大量的Co、W,使固液平衡相中Al的含量增加,促进了Co3Al的析出。     

基于JMatPro软件对不同B含量下Co-8.8Al-9.8W合金析出相的热力学模拟计算

为研究B元素对新型钴基高温合金析出相的影响,基于JMat Pro热力学模拟计算软件对不同B含量下Co-8.8Al-9.8W合金的平衡相析出行为进行了研究。结果表明:B含量的增加,会导致γ相、μ-Co_7W_6相析出温度的降低,并减少γ相、μ-Co_7W_6相析出量,相反会提高η-Co_3Al相的析出温度及析出量。针对这一计算结果,从B对平衡相中各元素的影响,硼化物的析出等角度分析,给出了解释。分析认为,随着B含量的增加,使γ相析出时固液平衡相中各元素的含量相差越来越多,要满足γ相的形核和长大,只有降低温度增加过冷度来实现。从而导致随着B含量的增加,γ相的含量越来越少,析出温度越来越低。硼化物的析出,固溶了大量的Co、W,使固液平衡相中Al的含量增加,促进了Co_3Al的析出。     

Effect of Heat Treatment on Borides Precipitation and Mechanical Properties of CoCrFeNiAl<Subscript>1.8</Subscript>Cu<Subscript>0.7</Subscript>B<Subscript>0.3</Subscript>Si<Subscript>0.1</Subscript> High-Entropy Alloy Prepared by Arc-Melting and Laser-Cladding

Effects of heat treatment on borides precipitation and mechanical properties of arc-melted and laser-cladded CoCrNiFeAl_1.8Cu_0.7B_0.3Si_0.1 high-entropy alloys were comparatively studied. The arc-melted alloy contains lots of long strip borides distributed in the body-centered cubic phase, with a hardness about 643 HV_0.5. Laser-cladding can effectively inhibit the boride precipitation and the laser-cladded alloy is mainly composed of a simple bcc solid solution, with a high hardness about 769 HV_0.5, indicating the strengthening effect by interstitial boron atoms is greater than the strengthening by borides precipitation. Heat treatments between 800°C and 1200°C can simultaneously improve the hardness and fracture toughness of arc-melted alloys, owing to the boride spheroidization, dissolution, re-precipitation, and hence the increased boron solubility and nano-precipitation in the bcc solid solution. By contrast, the hardness of laser-cladded alloys reduce after heat treatments in the same temperature range, due to the decreased boron solubility in the matrix.     

Microstructure and mechanical properties of multi-principal component AlCoCrFeNiCu_x alloy

By introducing Cu, AlCoCrFeNiCu_x (x values in molar ratio, x = 0, 0.1, 0.5, 1.0, 1.5, 2.0, and 2.5) alloys were designed and prepared. The effects of Cu on microstructure and properties of Al Co Cr Fe Ni alloy were investigated. The introduction of Cu results in the formation of Cu-rich FCC solid solution phase when Cu content is low.There are two FCC solid solution phases, i.e., Cu-rich FCC solid solution phase and phase transformation-induced FCC solid solution phase, when the Cu content is more than 1.0. Both the yield stress and plastic strain of alloy show a turning point when the Cu content is 0.5. Among the seven alloys, Cu_(0.5) alloy exhibits the largest yield stress of 1187 MPa and the lowest plastic strain of 16.01 %.     

FeCoNiCrCu0.5Alx高熵合金的结构和性能（英文）

研究Al含量和热处理对FeCoNiCrCu0.5Alx多主元高熵合金的相结构、硬度和电化学性能的影响规律。随着Al含量的增加,铸态合金的相结构由FCC相向BCC相转变。当x从0.5增加到1.5时,FeCoNiCrCu0.5Alx高熵合金的稳定结构由FCC结构向FCC+BCC双相结构转变。BCC相的硬度高于FCC相的,在氯离子及酸性介质中BCC相的耐腐蚀性均优于FCC相的。FeCoNiCrCu0.5Al1.0铸态合金具有高硬度和良好的抗腐蚀性能。     

硼对铸态Al0.3CoCrFeNi高熵合金组织及性能的影响

采用冷坩埚悬浮熔炼法制备了Al_0.3CoCrFeNiB_x(x=0,0.01,0.05,0.1)系列高熵合金。利用X射线衍射仪、电子背散射衍射分析、扫描电子显微镜及附带的波谱仪分析了B的添加对Al_0.3CoCrFeNi合金组织结构的影响,研究了Al_0.3CoCrFeNiB_x合金的显微硬度、室温摩擦磨损性能及室温压缩性能。结果表明:Al_0.3CoCrFeNi合金为fcc结构,随着B含量的增加,fcc相基体中晶界处Cr₂B析出相逐渐增多,且Cr₂B相由颗粒状分布逐渐转变为连续网状分布,致使合金的硬度、耐磨性和屈服强度均逐渐提高。可见,Cr₂B析出相弥散强化作用显著,Al_0.3CoCrFeNiB_0.1综合性能更佳。     

含B量对激光熔覆FeCoCrNiB_x(x=0.5,0.75,1.0,1.25)高熵合金涂层组织结构与耐磨性的影响

采用激光熔覆技术制备FeCoCrNiBx高熵合金涂层,用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、硬度和耐磨测试等方法,研究了B含量对激光熔覆FeCoCrNiBx高熵合金涂层的组织结构、硬度和耐磨性能的影响。结果表明,随B含量的增加,合金相结构逐渐由fcc固溶体结构转变为fcc固溶体和M3B相共存,M3B相主要为Cr、Fe硼化物。随B含量的增加,枝晶组织中析出颗粒状和短棒状的M3B相,且M3B相逐渐长大成长条状。B的增加显著提高合金涂层的硬度,由4470 MPa增加到8480 MPa,且磨损量随着B的增加而减少。     

Al含量对CuCrFeMnTiAl高熵合金组织及摩擦磨损行为的影响

根据高熵合金的设计理念制备CuCrFeMnTiAlx(x=0,0.5,1.0,1.5)合金,研究Al含量对该合金系组织结构、硬度及摩擦磨损行为的影响。结果表明:该铸态高熵合金具有简单结构,随Al含量增加,结构由密排六方转变为面心立方;合金的组织为典型的枝晶组织,枝晶间Cu富集的现象明显;合金硬度随着Al含量的增加而升高,其中Al-1.5合金的硬度最高,可以达到7.19GPa;Al-0.5合金在摩擦过程中表面产生氧化区,降低了摩擦系数,因此Al-0.5合金的耐磨性最佳。     

激光熔覆CoCrNiMnTix高熵合金涂层组织及耐磨性能研究

目的 针对高铁制动盘等高速强力磨损的关键件,设计激光熔覆CoCrNiMnTix高熵合金涂层,提高表面的硬度和耐磨性。方法 采用激光熔覆技术在Q235钢表面制备CoCrNiMnTix高熵合金涂层,利用XRD和SEM对涂层微观组织进行表征,通过显微硬度计和纳米压痕仪测试涂层硬度,运用摩擦磨损试验机和三维形貌仪研究涂层的摩擦磨损性能。结果 在激光熔覆CoCrNiMnTix涂层中,随着Ti含量的增加,涂层物相由单一的FCC相转变为FCC+Laves相。由于固溶强化以及Laves相含量增多,涂层的显微硬度不断提高,CoCrMnNiTi硬度达到523HV0.1,最高纳米硬度达到6.91 GPa。CoCrNiMnTix系涂层的弹性模量大小相近。随着Ti含量的增加,涂层的耐磨性呈现升高趋势,当Ti的摩尔分数增加至0.75时,涂层具有最好的耐磨性,但进一步增加Ti含量时,由于脆硬性的Laves相逐渐增多,磨损形式由低Ti含量时的粘着磨损逐渐转变为高Ti含量时的磨粒磨损,使涂层耐磨性能下降。结论 激光熔覆CoCrMnNiTix涂层可以显著提高基体的耐磨性,Ti的摩尔分数为0.75时,在FCC基体中形成了少量Laves相,既提高硬度,又实现强韧配合,涂层表现出最佳的耐磨损性能。     

铬铁原矿粉掺杂制备CrFeNiSiAl0.5高熵合金涂层及其组织性能

目的 以40Cr钢为基体,制备掺杂铬铁原矿粉的CrFeNiSiAl0.5高熵合金涂层,提高其硬度与耐磨性.方法 在Cr、Fe、Ni、Al、Si纯金属粉末中掺杂铬铁原矿粉,矿粉有效原子数分数为0％、5％、10％、15％时,采用激光熔覆技术,在40Cr钢基体上制备CrFeNiSiAl0.5高熵合金涂层.利用X射线衍射仪、金相显微镜、扫描电子显微镜,表征高熵合金涂层的物相结构及微观组织.利用硬度计、磨粒磨损机,对涂层的硬度及耐磨性能进行表征.结果 不含铬铁原矿粉时,高熵合金涂层为单一的BCC相,铬铁原矿粉为10％时,出现FCC相.高熵合金涂层微观组织以胞状树枝晶为主,涂层与结合区存在明显分界,与基体呈良好的冶金结合.不含铬铁原矿粉时,高熵合金涂层平均硬度值为643.5HV;铬铁原矿粉为15％时,涂层平均硬度值为838.1HV,是基体的3.4倍.磨损率随铬铁原矿粉占比的增加而降低,铬铁原矿粉有效原子数分数为15％时,磨损率约为0.14 mg/mm2,耐磨性能最好.结论 在40Cr钢基体上成功制备出了以铬铁原矿粉为掺杂组元的高熵合金涂层,铬铁原矿粉的掺入,提升了CrFeNiSiAl0.5高熵合金涂层的硬度与耐磨性.     

铬含量对Fe-Cr-B堆焊合金显微组织及耐磨性的影响

目的在Fe-x Cr-3.5B-0.1C药芯焊丝中加入不同含量的铬,了解铬含量对堆焊合金硼化物形貌以及耐磨性能的影响。方法采用CO_2气体保护堆焊的方法在Q235钢基板上制备Fe-Cr-B系耐磨合金,利用光学显微镜、XRD、SEM等方法观察堆焊合金层的显微组织结构,以及湿砂橡胶轮磨粒磨损试验机对堆焊层进行磨粒磨损试验。结果堆焊合金层主要由铁素体枝晶、马氏体、珠光体和硼化物组成,硼化物随着Cr含量的增加发生Fe_2B到M_2B(M=Fe,Cr)的转变,它主要分布在金属基体的连续网状和鱼骨状结构中。凝固过程中,当Cr质量分数大于9%时,首先形成初生M_2B颗粒,随后形成共晶的M_2B和BCC结构的Fe基固溶体,这种共晶的微观结构主要由基体和长条状的M_2B硼化物组成。从Cr与(Fe,Cr)的原子数分数比值可以看出,硼化物发生从Fe_2B→(Fe,Cr)_2B→(Cr,Fe)_2B的转变。铬含量对Fe-Cr-B系耐磨堆焊合金的组织、硼化物形貌有较大影响。由于硼化物空间结构的变化,硼化物的显微硬度会随着铬原子进入Fe_2B而逐渐提高。结论随Cr含量的增加,及共晶硼化物硬质相的析出,堆焊合金的硬度和耐磨性呈现持续提高的趋势。当Cr含量为20%时,合金中生成的长条状M_2B相作为耐磨骨架无序的分布且镶嵌于基体中,合金耐磨料的磨损性能比Cr含量为9%时的提高了约7.4倍。     

Si 含量对 FeCoCr0. 5 NiBSix 高熵合金涂层组织结构和耐磨性的影响

目的研究Si含量对激光熔覆FeCoCr_(0.5)NiBSi_x高熵合金涂层组织结构、硬度和耐磨性的影响。方法采用激光熔覆技术,在45钢基体表面制备了不同Si含量的FeCoCr_(0.5)NiBSi_x(x取0,0.1,0.2,0.3,0.4)系列高熵合金涂层,分析涂层的宏观形貌、微观组织及相结构,测试涂层的硬度,通过摩擦磨损实验测试涂层的耐磨性。结果熔覆态高熵合金涂层均由FCC相和M2B相组成,显微组织包括先共晶组织和共晶组织。随着Si含量的增加,FCC相增多,M_2B相减少,共晶组织由蜂窝状到颗粒状,然后消失。高熵合金涂层的平均硬度随着Si含量的增加而先降低后增加,FeCoCr_(0.5)NiBSi0.3的硬度值最小(613HV),FeCoCr_(0.5)NiBSi_(0.4)的硬度值最高(820HV)。高熵合金涂层的磨损体积随着Si含量的增加而先增大后减小,FeCoCr_(0.5)NiBSi_(0.3)的磨损体积最大(0.00406mm3),FeCoCr_(0.5)NiBSi0.4的磨损体积最小(0.00233mm3)。结论随着Si含量增加,涂层的M2B相减少,共晶组织逐步消失,耐磨性则先降低后提高。耐磨性能最好的是FeCoCr_(0.5)NiBSi_(0.4)高熵合金涂层。