Al0.5Nb1.5TiV2Zr0.5 难熔高熵合金组织和力学性能

采用真空电弧熔炼制备了Al_0.5Nb_1.5TiV₂Zr_0.5高熵合金,并研究了其微观组织、密度及力学性能。结果表明,Al_0.5Nb_1.5TiV₂Zr_0.5合金由为90.6%(体积分数)的体心立方相和9.4%(体积分数)的C14-Laves第二相组成。合金基体相富含Ti和V,第二相富含Al和Zr。合金的密度为6284 kg/m3,维氏硬度为5197.9 MPa。合金的屈服强度随温度升高而降低,由室温下1082.9 MPa降低到1073 K下的645.0MPa。压缩应变由室温下的27.20%降低到873 K下的14.94%,这与合金中原子间的相互作用力随温度升高而降低有关。在1073 K时合金应变超过50%,表现出良好的塑性而未发生断裂。压缩测试结果表明,合金韧脆转变温度在873～1073 K之间。     

AlxMo0.5Nb0.5Ta0.5Ti1.5难熔高熵合金组织和性能研究

研究了Al_xMo_0.5Nb_0.5Ta_0.5Ti_1.5难熔高熵合金的微观组织结构和力学性能,从Al元素在该体系合金中固溶强化作用以及Al和过渡族元素的强键合作用两方面对合金性能变化进行了分析。结果表明,Al含量在0～0.75范围内,合金均呈BCC结构类型,随Al含量增加,合金的树枝状凝固组织逐渐细化,硬度增加。在室温条件下,低Al含量(x≤0.3)合金在压缩应变达70%不发生断裂,高Al含量(x≥0.4)合金则表现出明显脆性。在高温条件下,随Al含量增加,合金体系理论熔点降低,合金高温下压缩强度降低程度越来越大。     

AlxFeCoNiB0.1高熵合金的微观组织和力学性能研究

采用真空电弧炉熔炼制备了AlxFeCoNiB0.1（x=0.4,0.5,0.8,1.2,1.6 at%）高熵合金,并对其微观组织和力学性能进行测试。随Al含量增加,合金的铸态枝晶由FCC相转变为B2(AlNi)/BCC相。当x=0.4和0.5时,合金的组织由枝晶FCC相和枝晶间组织B2相及(Fe,Co)2B组成;x=0.8时,枝晶由B2相组成,枝晶间由FCC相及(Fe,Co)2B组成;x=1.2时,枝晶间由共晶组织FCC+(Fe,Co)2B组成,BCC呈纳米级颗粒状;x=1.6时,共晶组织消失。随Al含量的增加,抗压拉强度先上升后下降,Al含量为0.8时达到峰值,为2243MPa,适量的Al能提高高熵合金综合力学性能。     

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%。     

热处理温度对Ti0.5Zr1.5NbTa0.5Sn0.2高熵合金组织结构与力学性能的影响

制备了一种中等密度(约8.0 g/cm³)的难熔高熵合金Ti_0.5Zr_1.5NbTa_0.5Sn_0.2(摩尔比),系统研究了热处理温度对合金组织结构和力学性能的影响。结果表明:铸态Ti_0.5Zr_1.5NbTa_0.5Sn_0.2合金组织为富Zr和富Ta bcc相以及晶内的板条状Zr₅Sn₃。随着热处理温度升高,富Ta bcc相体积分数逐渐减少,Zr₅Sn₃体积分数先增加后减少。当热处理温度为1400℃时,样品呈现近单相bcc结构。准静态条件下,系列样品均具有良好的压缩塑性变形能力;随着热处理温度的提高,合金屈服强度逐渐上升,1400℃热处理样品的屈服强度为1749 MPa。动态变形时,合金表现出明显的应变率强化效应,屈服强度显著增加,1400℃热处理样品的屈服强度达到2750 MPa,塑性变形量有所下降。强度随...     

W对FeCoCrNiWx高熵合金微观组织和摩擦性能的影响

采用非自耗真空电弧熔炼炉制备了不同W含量的FeCoCrNiW_x系高熵合金。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、MFT-EC4000往复型电化学腐蚀摩擦磨损试验仪、显微硬度计以及轮廓测量仪分别对合金的组织结构、形貌、成分分布、显微硬度、摩擦磨损性能进行了测试。结果发现,FeCoCrNiW_x高熵合金均具有简单的面心立方体结构(FCC);随着W含量增加,高熵合金由单一的FCC相转变为FCC相+μ相;当x=0.5时,FeCoCrNiW_0.5硬度(HV)为196.75,体积磨损量最低,合金具有较好的抗塑性变形能力和较好的耐磨性,强化机制为固溶强化和第二相(μ相)强化。     

放电等离子烧结WMoNbTaV-Al2O3 高熵合金组织及磨损性能

以金属粉末为原料,采用放电等离子烧结技术制备新型含α-Al₂O₃的WMoNbTaV难熔高熵合金,研究了烧结温度对合金致密化行为、相结构、显微组织和耐磨性能的影响。结果表明：在1800~1900 ℃烧结时,WMoNbTaV-Al₂O₃高熵合金基体具有单一bcc相结构,Al₂O₃的平均晶粒尺寸为1.15 μm。随着烧结温度升高,合金的晶粒尺寸增大,致密度和显微硬度也在不断增高,在1900 ℃烧结时硬度达到7967.4 MPa。1900 ℃烧结得到的合金具有优异的耐磨性,磨损量仅为1800 ℃烧结合金的一半。且WMoNbTaV-Al₂O₃高熵合金的耐磨性远高于纯W材料。当磨料粒度为37.5 μm时,1900 ℃烧结的合金磨损量为0.9 mg,磨损性能是纯W材料的83倍。     

激光沉积AlxTiCrMnCu高熵合金组织性能的研究

采用激光沉积方法制备了Al_xTiCrMnCu (x=0, 0.25,0.5,0.75,1.0)高熵合金。通过XRD、SEM及腐蚀电化学测试技术等研究了Al_xTiCrMnCu高熵合金的微观结构及性能。研究发现,随Al含量的增加,Al_xTiCrMnCu高熵合金由简单的fcc和hcp1混合固溶体结构逐渐转变为全部hcp2固溶体结构;合金的显微硬度随Al含量的增加而增大;Al_xTiCrMnCu高熵合金在3.5%NaCl水溶液中的耐蚀性先提高后降低,当x=0.25时,其耐蚀性最佳。     

AlCoCrFeNiTi0.5高熵合金的组织控制和腐蚀性能

研究冷坩埚悬浮熔炼AlCoCrFeNiTi0.5多组元高熵合金的微观组织及回火工艺对合金组织、硬度和电化学性能的影响规律。结果发现,冷坩埚悬浮熔炼AlCoCrFeNiTi0.5高熵合金铸锭中晶粒呈树枝晶长大并析出少量ω相。随回火温度的升高,晶粒长大,共晶组织增多,BCC相强度呈先下降后升高趋势。800 ℃时,合金树枝晶晶粒变得细小,之后随着温度的升高,枝晶间的元素偏析减弱。合金具有较强的抗回火软化能力。在3.5%NaCl溶液中,孔蚀主要集中在树枝晶与共晶组织α相的交接处,回火后合金的耐蚀性均优于铸态合金,700 ℃回火后合金的耐腐蚀性能比铸态及其它合金更强。     

AlCoCrFeNiTi0.5高熵合金的组织控制和腐蚀性能

研究冷坩埚悬浮熔炼AlCoCrFeNiTi0.5多组元高熵合金的微观组织及回火工艺对合金组织、硬度和电化学性能的影响规律。结果发现,冷坩埚悬浮熔炼AlCoCrFeNiTi0.5高熵合金铸锭中晶粒呈树枝晶长大并析出少量ω相。随回火温度的升高,晶粒长大,共晶组织增多,BCC相强度呈先下降后升高趋势。800℃时,合金树枝晶晶粒变得细小,之后随着温度的升高,枝晶间的元素偏析减弱。合金具有较强的抗回火软化能力。在3.5%NaCl溶液中,孔蚀主要集中在树枝晶与共晶组织α相的交接处,回火后合金的耐蚀性均优于铸态合金,700℃回火后合金的耐腐蚀性能比铸态及其它合金更强。     

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)。     

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。     

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。     

Hf含量对NbMo0.5HfxTiZrCrAl难熔高熵合金组织及力学性能的影响

采用真空非自耗电弧熔炼的方法制备了5种名义成分为NbMo0.5HfxTiZrCrAl(x=0, 0.25, 0.5, 0.75, 1, at.%)的难熔高熵合金。研究了Hf对合金组织及力学性能的影响规律。结果表明：添加Hf和不添加Hf的合金的微观组织均由两种BCC相（即BCC1和BCC2）和Laves相构成。在未添加Hf的合金中,BCC1相中主要富含Zr、Cr和Al元素,BCC2相中主要富含Nb、Ti和Mo元素。而在添加Hf的合金中,BCC1相中主要富含Hf、Zr、Cr、Mo和Al元素,BCC2相中主要富含Nb和Ti元素。随着Hf含量的增加,BCC1相的含量逐渐增加,且BCC1和BCC2相的晶格常数均有所增大。此外,随着Hf含量的增加,合金的硬度和脆性均逐渐增加,而合金在1200 ℃的抗压强度逐渐降低。     

FeCoCrNiZr x 高熵合金的磁性和电化学性能

采用真空电弧熔炼法制备了不同Zr含量的FeCoCrNiZr_x（x=0.5,0.75,1）高熵合金。研究了Zr含量对合金组织、磁性能和电化学腐蚀性能的影响。采用X射线衍射仪、扫描电镜、振动样品磁力计和电化学工作站对合金的磁性能和电化学腐蚀能力进行了研究。结果表明：FeCoCrNiZr_x合金具有典型的共晶组织,由面心立方固溶体和C15 Laves相组成。随着Zr含量的增加,合金硬度呈先增大后减小的趋势。根据合成的静态滞回曲线可以看出,FeCoCrNiZr_0.5合金具有顺磁性和铁磁性的混合型特征,FeCoCrNiZr_0.75合金表现为顺磁性,FeCoCrNiZr₁合金表现为典型的铁磁性。同时,FeCoCrNiZr_x合金在3.5%（质量分数）NaCl溶液中经历活化与钝化转变。当合金中的Zr含量为0.75%（原子分数）时,合金极化电阻具有最大的阻抗电容半径,钝化膜的耐腐蚀能力最强。     

热处理对Al0.5CoCrFeNiB-0.2高熵合金组织结构及力学性能的影响

采用真空电弧炉制备Al0.5CoCrFeNiB0.2高熵合金,采用X射线衍射仪、金相显微镜、扫描电镜等方法研究铸态合金的组织结构及其热处理的影响,采用显微硬度计和拉伸试验测定合金热处理前后的力学性能。结果表明:Al0.5CoCrFeNiB0.2铸态合金仅由简单的体心立方结构和两个面心立方结构三相组成。合金铸态组织由树枝状初生α1相、粒状α2相和共晶组织(α1相和层片状β相)组成。退火和淬火热处理并未改变Al0.5CoCrFeNiB0.2合金的相结构。但随着热处理温度的提高,初生α1相由共晶组织β相回溶而长大的趋势更加明显。退火和淬火热处理均可强化合金。其中,经800℃×10 h退火后,合金室温抗拉强度由铸态的850.14 MPa提高到1 232 MPa;经1 000℃×10 h淬火后,合金塑性及强度均优于铸态合金,尤其是塑性显著提高。     

FeAlCuCrNiNbx系高熵合金堆焊层的组织及性能分析

为了研究Nb元素含量对FeAlCuCrNiNb_x(x = 0.4,0.6,0.8,1.0,x为摩尔比)高熵合金的组织结构及性能的影响,采用熔化极气体保护焊技术在碳钢板表面制备出FeAlCuCrNiNb_x高熵合金堆焊层,而后对堆焊层进行显微组织、物相组成、显微硬度、耐磨性和耐蚀性分析. 结果表明,FeCuCrAlNiNb_x高熵合金堆焊层呈现以Fe-Cr相为基的BCC固溶体和少量MC共晶碳化物. 组织为典型的枝晶结构,由灰色的枝晶(DR)及白色的枝晶间(ID)结构组成. 对于耐磨性,加入适量的Nb元素可以显著提高堆焊层的显微硬度和耐磨性,当Nb摩尔比为0.8时,显微硬度最高,耐磨性最好,最大硬度值达到602 HV,磨损量最小为0.30 g. 对于耐蚀性,加入一定量的Nb元素后极化曲线中自腐蚀电流密度减小,腐蚀速率减慢,耐蚀性增强,均优于304不锈钢,当Nb摩尔比为1.0时,堆焊层合金耐蚀性最好.     

新型NixTi24Zr12Nb10Ta12Mo5W5高熵合金含能结构材料的组织及力学性能

设计并使用真空电弧炉制备了Ni_xTi₂₄Zr₁₂Nb₁₀Ta₁₂Mo₅W₅(x=5, 10, 15, 20, 32, 35)高熵合金含能结构材料。采用XRD、EPMA、万能试验机等手段研究了不同Ni含量下合金的相组成、微观组织及力学性能。结果表明,随着Ni含量增加,合金的微观组织由BCC1+BCC2+Ni₁₀Zr₇+Unknown四相结构转变为BCC1+BCC2+Ni₁₀Zr₇+Unknown+FCC五相结构;当x=20时合金呈现出最佳的强塑性匹配,屈服强度为1 653 MPa,压缩伸长率约为19%;随着Ni含量增加,合金硬度先升高后降低,当x=20时合金硬度(HV)达到最大值为592。     

Al对Al-Cr-Cu-Fe-Ni高熵合金的组织与硬度的影响

利用真空电弧炉熔铸AlxCrCuFeNi(x=0.5,1.0,1.5,2.0)高熵合金.金相显微镜与X射线衍射分析表明,AlxCrCuFeNi高熵合金具有面心立方(fcc)和体心立方(bec)结构,合金的铸态组织是典型的树枝晶.Al促进AlxCrCuFeNi合金的bcc结构的形成,而bcc的形成使AlxCrCuFeNi合金的硬度得到提高.     

凝固过程中AlCoCrFeNiTi0.5高熵合金的组织结构演变

采用反重力真空吸铸技术,制备致密且组织演变明显的AlCoCrFeNiTi0.5高熵合金,研究凝固过程中高熵合金的组织结构转变规律。结果表明:从合金的边缘到中心,随着凝固的进行,合金的组织结构发生规律性转变;边缘区域为衍射峰强度相近的bcc1相和bcc2相,之后bcc2衍射峰强度降低,在中心区域合金析出σ相;从边缘到中心,组织由细小的晶粒转变为树枝晶组织,且晶粒尺寸一直呈长大趋势,在中心区域,树枝晶间析出细小的球状σ相;随着晶粒的长大,合金的硬度降低,但中心区域由于析出σ相,虽然晶粒尺寸最大,合金具有最高的硬度。