高熵合金Al_xFeCrCoNi微观组织与力学性能研究

为了研究Al含量对高熵合金AlFeCrCoNi微观组织和力学性能的影响,通过真空电弧炉熔炼制备出AlxFeCrCoNi高熵合金,采用X射线衍射仪、金相显微镜和扫描电镜对合金微观组织进行分析,利用维氏硬度计、拉伸试验机对合金力学性能进行研究.研究结果表明:随着Al含量的升高,强度和硬度不断提高,显微组织由胞状树枝晶转变为柱状树枝晶.当x=0.4时,高熵合金的性能最佳;当x=0.5时,出现了Al-Ni固溶体导致塑性下降,使材料从单一的面心立方晶格(FCC)转变为FCC和少量体心立方晶格(BCC).     

FeCrNiMnZrx高熵合金组织与力学性能研究

Fe27 Mn27 Ni28 Cr18高熵合金具有优异的耐腐蚀性和抗辐照性,但其屈服强度较低.为提高合金的强度,采用真空电弧熔炼炉制备了FeCrNiMnZrx(x=0,0.02,0.03,0.07)高熵合金,并对其组织及力学性能进行表征分析.研究结果表明:FeCrNiMn合金的铸态组织由富Ni、Mn的FCC基体和富Cr...     

AlxFeCoNi2.05近共晶高熵合金组织和力学性能研究

为研究Al元素含量对AlxFeCoNi2.05(x=0.85,0.95,1.05)近共晶高熵合金组织和拉伸性能的影响,通过扫描电子显微镜(SEM)观察合金的显微组织和断口形貌,采用X射线衍射仪(XRD)和透射电子显微镜(TEM)研究Al原子含量对晶体结构的影响.试验结果表明:在该共晶系高熵合金中,Al元素为共晶形成元素...     

退火态AlCoCrFeNi高熵合金的组织演化规律及力学性能研究

为了研究热处理对高熵合金组织和力学性能的影响,文中使用真空电弧熔炼制备了铸态AlCoCrFeNi高熵合金并加以800℃和1 050℃退火处理,检测分析了合金的组织和压缩性能。研究结果表明：铸态合金组织为等轴晶形貌,等轴晶内部分为富含Ni和Al元素的树枝晶与富含Cr与Fe元素树枝晶间区域;800℃退火后合金呈现树枝晶形态,树枝晶间由于FCC相和σ相的析出导致调幅分解消失,合金的屈服强度增加、塑性降低;1 050℃退火后合金呈现等轴晶形态,晶内存在部分粗化的调幅分解相,退火处理略微降低了合金的屈服强度、而合金的塑性得到了提高。     

(Fe40Mn40Ni10Cr10)100-xCx高熵合金组织及力学性能研究

为了实现高熵合金的大规模工业应用价值,降低高熵合金的成本,文中基于CoCrF-eMnNi等原子比高熵合金,剔除昂贵的元素Co,降低Cr和Ni元素的原子百分比(y/％)含量,设计了一种新的低成本的非等原子比FCC结构高熵合金Fe40 Mn40 Ni10 Cr10.同时添加不同含量的C原子,研究C对Fe40 Mn40 Ni...     

WC晶粒尺寸对中熵合金(Co-Ni-Fe)粘结剂硬质合金力学性能和微观组织的影响

为了开发高性能的新型粘结相,Co-Ni-Fe合金被用作硬质合金中的粘结剂.本文研究了不同晶粒尺寸的WC-CoNiFe与WC-Co的力学性能的差异.结果表明,与WC-Co相比,在烧结过程中WC-CoNiFe的再沉淀得到抑制,WC晶粒更平整,造成硬度略低,抗弯强度增强.并且随着晶粒尺寸的变大,两种硬质合金的硬度变低,抗弯强...     

CoCrFeNiCu_2Sn_x高熵合金的微观组织与性能

利用铜模浇铸的方法制备了CoCrFeNiCu2Snx(摩尔比:x=0,0.2,0.4,0.6,0.8,1.0)高熵合金,研究了Sn的含量对合金组织结构和性能的影响。利用XRD、SEM和EDS分析了高熵合金的相结构、微观组织和成分分布,测试了高熵合金的显微硬度和压缩性能。结果表明,当x=0.2,0.4和0.6时,CoCrFeNiCu2Snx合金的组织形貌没有发生明显的改变,但在合金中形成了一种Sn含量较高、新的FCC3结构相,合金由FCC1、FCC2和FCC3三种面心立方的相构成;当x=0.8和1.0时,合金的形貌依然为枝晶状,但FCC2结构相几乎完全转变为富Sn的FCC3结构相,合金中只有FCC1和FCC3两种结构相。合金的屈服强度和显微硬度随着Sn元素含量的增加而提高,当x=1.0时,合金的屈服强度和显微硬度均达到最高值,分别为1102MPa和391HV。     

CoFeNiMn(TixC100-x)0.25高熵合金的微观组织与力学性能

为改善CoFeNiMn高熵合金的力学性能,文中采用电弧熔炼和铜模喷铸法制备了不同Ti、C含量的CoFeNiMn(Ti_xC_100-x)_0.25 (x分别为20,30,40,60,70,80)高熵合金。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、万能试验机等检测并分析了CoFeNiMn(Ti_xC_100-x)_0.25合金的显微组织与力学性能。研究结果表明：当x=20时,合金组织呈典型的树枝状,未发现TiC颗粒存在;当x≥30后,合金结构由FCC和TiC两相所组成,TiC颗粒均匀的分布于合金内部;添加Ti、C元素后,CoFeNiMn(Ti_xC_100-x)_0.25合金仍然保持良好的塑性,随合金中x值的增加,合金的屈服强度在x=20时为302 MPa,x=30时增加至370 MPa, x=80时则减小至204 MP;而合金的硬度则先减小后增加,x=20时硬度为297 HV_0.3...     

Al0.7CoCrFeNiCu0.5高熵合金的定向凝固组织演变规律

为探究Al0.7CoCrFeNiCu0.5高熵合金定向组织在不同抽拉速度下的微观组织演化规律,文中实验设置抽拉速度(v=1μm·s-1、2μm·s-1、3μm·s-1、10μm·s-1),采用真空电弧熔炼炉和高温度梯度定向凝固炉(温度梯度20 K·mm-1)制备试样.利用扫描电镜及能谱仪表征定向组织固液界面以及宏微观组...     

AlCrFeNi_2Cu_x高熵合金组织及性能

为了分析Cu元素添加对高熵合金显微组织与微观性能的影响,采用真空电弧熔炼炉制备AlCrFeNi_2Cu_x(x=1. 2,1. 4,1. 6,1. 8)高熵合金,并利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、硬度计和压缩试验机对高熵合金的显微组织和力学性能进行测试.结果表明,AlCrFeNi_2Cu_x(x=1. 2,1. 4,1. 6,1. 8)高熵合金主要由简单FCC相(富Fe-Cr相)与BCC相(富Al-Ni相)组成.随着Cu含量的增加,FCC相数量增加,组织中枝晶变得致密,但当x增加到1. 8时,晶粒又变得粗大起来. Cu元素主要富集于枝晶间,随着Cu含量的增加,Cu元素呈现聚集趋势并包裹着树枝晶,当x增至1. 8时,上述偏聚包裹现象更为明显.高熵合金的压缩性能和硬度均随Cu元素的添加呈现先上升后下降的趋势.当x为1. 6时,高熵合金综合性能最佳,其抗压强度、屈服强度、塑性应变量和维氏硬度分别为2 256 MPa、891 MPa、35. 6%和372 HV.     

CrFeCoNiTix高熵合金组织与性能

为了研究Ti含量对高熵合金组织结构和性能的影响,采用粉末冶金法制备了CrFe-CoNiTix高熵合金.采用XRD、SEM、EDS、金相显微镜等测试技术,分析高熵合金显微组织,用硬度计测试了显微维氏硬度,并研究了CrFeCoNiTix高熵合金在3.5wt％NaCl溶液中的电化学腐蚀性能.结果表明:CrFeCoNiTix高...     

FeTiNbMoW高熵合金的组织和性能

为了研究一种能够吸收γ射线的含W合金的性能,按照等摩尔比设计了一种FeTiNbMoW五组元高熵合金.利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱仪、显微硬度计、密度仪和万能力学试验机对合金的晶体结构、微观组织、成分、硬度、密度和压缩性能进行了分析.结果表明,FeTiNbMoW高熵合金组织由简单BCC固溶体基体和分布其上的少量金属间化合物组成.BCC结构的实际晶格常数为0.315 5 nm,组织形貌为典型枝晶组织.枝晶硬度和枝晶间硬度分别为830.05和793.04 HV.合金的实测密度为10.7 g/cm3,略高于其理论值10.21 g/cm3.室温下合金的抗压强度和对应塑性应变分别为604 MPa和3.19%.合金呈粉末性断裂,其断裂机制为解理断裂.     

AlFeCuCrCoMo_x系高熵合金的组织性能

为了研究AlFeCuCrCoMo_x系高熵合金的组织性能,利用等离子弧堆焊方法制备了AlFeCuCrCoMo_x系高熵合金,并测试了其硬度、耐磨性与热膨胀性能.结果表明,高熵合金组织为枝晶和枝晶间组织.当Mo含量较低时,高熵合金主要组织为单一BCC结构.随着Mo含量的增加,其组织逐渐转变为BCC+FCC结构.当Mo含量为1. 5 mol时,高熵合金重新转变成简单BCC结构.随着Mo含量的增加,高熵合金的硬度和磨损量总体上呈现先升高后降低的趋势.当Mo含量为1. 5 mol时,高熵合金的硬度和磨损量达到最大.     

ZL102合金热压缩变形力学性能和微观组织的研究

研究了不同压缩比对ZL102合金的显微组织及性能的影响．实验结果表明：ZL102在铸态结构组织下,其机械性能较差,但是在经过热压缩加工以后其抗拉强度有了不同程度的提高,并且和其变形量有着直接的关系,其中压缩比为85．81oA时抗拉强度增加幅度最大;ZL102经过热压缩以后,其塑性没有明显的改善;金相组织观察表明,随着变形量的增加,晶粒细化程度增大．     

超声处理对铸态Mg-12Gd-3Y-0.8Zr-0.5Zn合金微观组织及力学性能的影响

为研究不同超声功率对铸态Mg-12Gd-3Y-0.8Zr-0.5Zn合金的显微组织及力学性能的影响,文中通过对Mg-12Gd-3Y-0.8Zr-0.5Zn合金在730℃熔体保温条件下进行超声处理(超声功率分别为0,700,1000,1500,2000 W),采用X射线衍射仪分析材料的物相组成,利用金相显微镜和扫描电镜研...     

TiVCrNb高熵合金显微结构及储氢性能研究

为探究TiVCrNb高熵合金的微观结构及储氢性能,采用真空电弧熔炼技术制备了TiVCrNb高熵合金.结果表明:合金由BCC结构相、FCC结构相和 C15 Laves相组成.吸氢之后 BCC结构相发生转变.合金粉末在623 K,4 MPa条件下进行活化后,分别在303、323、343 K、2 MPa氢压条件下进行第一次吸氢,最大吸氢质量分数分别为1.135%、1.014%、0.965%.随吸氢的温度降低,最大吸氢量增大,合金在较低温度下的吸氢性能较好.最大放氢质量分数分别为0.326%、0.360%、0.445%.放氢量与吸氢量相差较大.合金放氢不彻底,放氢性能较差.合金放氢的焓变与熵变如下:ΔH=22.47032 kJ/mol;ΔS=72.94196 J/mol·K.     

Nd_(8.5)Fe_(84)Nb_(0.5)Zr_(0.5)B_6Cu_(0.5)稀土永磁合金磁性能的研究

采用熔体快淬法制备出了不同快淬速度(铜轮转速)的Nd8.5Fe84Nb0.5Zr0.5B6Cu0.5稀土永磁合金条带,研究了制备工艺和晶化工艺对该合金磁性能的影响.研究结果表明:快淬速度对该合金的磁性能有很大的影响,合金在20 m/s快淬时磁性能最佳;晶化温度过高或者晶化时间过长,都会造成晶粒尺寸过大,其比表面积减小;晶化温度过低或者晶化时间过短,晶化不完全,造成软、硬磁性相析出较少和大量非晶相的存在,都阻碍软、硬磁性之间的交换耦合作用,影响合金磁性能的提高.经最佳晶化工艺处理后合金在20 m/s快淬时具有最佳磁性能,即剩余磁饱和强度Br=0.72 T、矫顽力Hc=380.98 k A/m和最大磁能积(BH)max=103.72 k J/m3.     

Zr元素对CoCrCuFeMn高熵合金组织及耐磨性能的影响

高熵合金突破以一种或两种元素作为基元的传统合金设计理念,以等摩尔比或近等摩尔比制备出具有简单相结构且综合性能优异的多主元合金,有望使金属材料的性能极限和应用空间得到进一步拓展。为了研究元素掺杂对合金物相结构、显微组织和耐磨性能的影响机理,采用真空熔炼法制备出等摩尔比的CoCrCuFeMn和CoCrCuFeMnZr高熵合金。利用XRD、OM、SEM、EDS、显微硬度计和摩擦磨损试验机测试了Zr元素添加前后CoCrCuFeMn合金的物相结构、显微组织、硬度和耐磨性。研究发现：添加Zr元素后CoCrCuFeMnZr合金的物相结构由原来的两种FCC相转变为两种HCP相,显微组织明显细化,仍为典型的树枝晶结构。两种合金的摩擦曲线都呈现先增大后降低再稳定的变化趋势,添加Zr元素后合金的摩擦因数与质量损失率分别从原来的0.57、4.14%降低到0.47、0.49%,显微硬度从219.6HV提高到983.5HV。结果表明：合金相结构发生HCP转变主要与凝固过程中易于形成富含大原子半径Zr元素的粗糙固液界面和之字型为主的HCP位向关系有关。Cu在晶间区域富集的原因在于其熔点最低、电负性最大、原子半径仅次于Zr,且与除Zr外的所有合金元素均具有相应最大的正混合焓,故而使其在凝固最晚的晶间区域聚集。Mn元素偏析系数最小是由于其熔点仅高于Cu和具有除Zr外最大的电负性差,且与Co和Zr之间存在负的混合焓,而与Cu之间具有最大正混合焓,不利于其进行长程扩散和进入领先相的点阵格位所致。Zr元素添加使合金硬度和耐磨性大幅提高则是由于细晶强化、固溶强化和相结构转变所致。     

Ti元素对CrTeCoNiTix高熵合金组织及性能的影响

为了研究Ti元素对高熵合金的组织和性能的影响,采用放电等离子烧结方法制备了CrTeCoNiTix(x=0.2,0.4,0.6,0.8,1.0)多组元高熵合金。用OM、XRD和SEM等技术分析了合金的微观组织,测试了CrTeCoNiTix高熵合金的硬度、压缩强度及耐腐蚀性能。研究结果表明:不同Ti含量的高熵合金组织形态简单,物相主要为面心立方相。随着Ti含量的增加,高熵合金硬度逐渐增加,最大值达到672.59HV;压缩强度也随之增加,最大值为690.28MPa。在H_2SO_4中的耐腐蚀性随Ti含量增加而降低。     

Al-Cu合金液态模锻成形组织及力学性能研究

为了研究2A50合金及其成分优化调整改进型Al-Cu合金液态模锻成形轮毂的性能及其微观组织,采用照相机、多用途射线系统和万能试验机分析了成形轮毂的组织与性能,研究了成分对轮毂组织和性能的影响.研究结果表明:新Al-Cu合金轮毂中的主要缺陷为少量点状、片状氧化夹杂物,疏松焊合区以及局部微热裂纹;现役2A50合金轮毂低倍组织中的缺陷主要包括严重疏松组织、热裂纹以及大范围大尺寸点状、片状氧化物,新Al-Cu合金轮毂的低倍组织优于现役2A50合金轮毂;2A50合金Cu偏析程度、疏松程度以及裂纹尺寸分布均较新Al-Cu合金严重;新Al-Cu合金轮毂的拉伸性能显著优于现役2A50合金轮毂性能.