CoCrFeNiCuTix高熵合金的微观组织与耐腐蚀性能研究

采用真空热压烧结法制备了CoCrFeNiCuTi_x (x为摩尔比, x=0.25, 0.50, 0.75, 1.00)六元高熵合金, 研究了Ti含量对该高熵合金微观组织和耐腐蚀性的影响。利用金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、HVS-1000B型数显显微硬度计和电化学工作站等设备测试和分析了CoCrFeNiCuTi_x高熵合金的组织结构和耐腐蚀性能。结果表明: 不同Ti含量(摩尔分数)的CoCrFeNiCuTi_x高熵合金, 物相都为面心立方结构, 组织主要为树枝晶; 随着Ti摩尔分数的增加, 高熵合金树枝晶组织减少, 硬度先增加后减小, x=0.50时, 合金的硬度值最大, 为HV 755;CoCrFeNiCuTi_x高熵合金的自腐蚀电位都正于45#钢, 耐腐蚀性先增强后减弱, x=0.50时, 其耐腐蚀性最优。     

间隙原子对高熵合金组织及性能影响的研究现状

高熵合金作为一种新型的合金体系,虽然其组成元素复杂,但能形成简单的固溶体,具有许多异于传统合金的结构和性能特征,其研究近年来成为热点。间隙原子可以溶入基体晶格间隙产生固溶强化,与合金元素结合形成细小弥散强化相,以及降低层错能,改变位错运动方式等,从而改善高熵合金性能。文章在论述高熵合金组织结构特性的基础上,分析了间隙原子C、N、O、B对高熵合金相形成规律、强化机理、塑性变形机制的影响,总结了间隙原子含量及其产生的固溶强化、晶粒细化、第二相强化作用对高熵合金组织性能等方面影响的研究进展,最后提出了含间隙原子的高强高韧高熵合金组织结构设计研究的新方向。      

高熵合金与非晶合金柔性材料

高熵合金与非晶合金作为新一代金属材料,具备许多优异的物理、化学及力学性能,在柔性电子领域展现出巨大的应用潜力。传统的块体高熵合金与非晶合金虽然性能优异,但由于材料本身的刚性特点无法满足可变形电子设备的柔性需求,因此需要通过一定方式如降低维度、设计微结构等赋予其柔性特征。在简述高熵合金柔性纤维的力学性能特点的基础上,介绍了高熵合金薄膜作为潜在柔性材料的制备方式与结构性能特点,总结了非晶合金薄膜应用于电子皮肤、柔性电极、微结构制作等柔性电子领域中的最新进展,最后讨论了现有工作的不足之处并对未来柔性电子的发展前景进行了展望。      

微波辅助燃烧合成FeCoNiCuAl高熵合金的组织与性能

基于高熵合金的成分设计理念,利用铝热反应机制,以氧化物粉末为原料,采用微波辅助燃烧合成法,制备了块体FeCoNiCuAl高熵合金,试验了一种高熵合金制备的新方法.研究了该合金的微观结构和性能,结果表明:该合金的组织是典型的树枝晶;该合金具有简单的体心立方和面心立方结构;Fe、Co、Ni、Al四种元素分布比较均匀,Cu倾...     

高熵合金耐腐蚀性能研究进展

文章介绍了高熵合金块体材料和高熵合金涂层在常温环境中、高温条件下和一些特殊介质中的腐蚀行为,论述了合金元素、热处理、环境因素及制备工艺对高熵合金耐蚀性的影响,并简要分析了高熵合金耐蚀性研究面临的问题.     

新型高熵非晶合金的功能性能研究进展

高熵非晶合金是近年来发展起来的一种新型先进合金材料,它兼具了高熵合金和非晶合金良好的力学性能、磁学性能以及电化学性能等多方面综合特性,故而备受各领域众多学者的广泛关注.因为非晶合金不存在晶体结构缺陷与磁晶各向异性,所以具有更加优异的软磁性能.进一步地,将"高熵效应"的概念引入到非晶合金的研究中,使高熵非晶合金在很宽的温...     

热处理对Ni25Co25Cr20Fe10Re16.5Mo3.5高熵合金组织与性能的影响

用非自耗真空电弧炉制备了Ni₂₅Co₂₅Cr₂₀Fe₁₀Re_16.5Mo_3.5高熵合金,通过相图计算确定了热处理制度,研究了不同热处理对合金组织及力学性能的影响。结果表明,该合金铸态下为FCC枝晶组织,枝晶干上有大量树枝状的σ相析出。1380℃/24h固溶处理后,基体枝晶组织完全消失,转变为均匀的FCC结构,树枝状的σ相转变为大块状。1100℃/24h时效处理后,大量薄片层的σ相在基体中呈胞状析出。相比于铸态合金,时效合金的屈服强度和抗拉强度大大提高,且仍保持一定的塑性。     

Nb含量对Al0.3CoCrFeNi高熵合金组织与性能的影响

采用真空电弧炉制备了Al_0.3CoCrFeNiNb_x(x为摩尔比,x=0, 0.1, 0.3, 0.5, 0.7, 1.0)高熵合金棒材,用X射线衍射(XRD)、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、显微维氏硬度计和万能试验机对合金的微观组织和性能进行了研究。结果表明,Al_0.3CoCrFeNi合金的微观组织为单相面心立方(fcc);添加Nb后,合金由fcc相和Laves相组成,并随着Nb含量的增加,Laves相体积分数逐渐增多;至Al_0.3CoCrFeNiNb_1.0时,基体相从fcc相变为Laves相。Al_0.3CoCrFeNiNb_x合金组织随Nb含量变化经历了亚共晶到过共晶的转变,同时衍射峰(111)fcc先向小角度移动后向大角度移动,晶格常数先增大后减小。Nb元素的增加可以有效提高Al_0.3CoCrFeNiNb_x合金的强度和硬度,硬度呈近似线性增加,从Al_...     

共晶高熵合金的研究进展

高熵合金具有高的混合熵、缓慢的扩散和严重的品格畸变等特性,合金具有简单的组织结构和优异的综合性能,这为开发新型合金体系提供了广阔的发展思路.共晶高熵合金具有流动性好、凝固组织成分相对均匀、铸造缺陷少、组织可调控性等优点,可制备大尺寸高熵合金锭,因此共晶高熵合金的研究促进了高熵合金的工业化发展.概述了共晶高熵合金的国内外...     

难熔高熵合金:制备方法与性能综述

从加工方法、微观结构以及各类性能三方面介绍了难熔高熵合金(Refractory high-entropy alloys,RHEAs),最后对难熔高熵合金的发展和未来进行了展望。以MoNbTaVW为代表的难熔高熵合金在高温下表现出优于传统镍基高温合金的压缩屈服强度,且屈服强度随温度的变化更加缓慢,高温力学性能优异;以MoNbTaVW、MoNbTaTiZr、HfNbTiZr等为代表的难熔高熵合金,与商用高温合金、难熔金属、难熔合金以及工具钢相比,展现出更优的耐磨性能。以W₃₈Ta₃₆Cr₁₅V₁₁合金为代表的难熔高熵合金在辐照后,除了析出小颗粒第二相外,不存在位错环缺陷结构,抗辐照性能优异。提出了难熔高熵合金未来发展的两大方向:建立高通量的实验和计算方法继续探索更多的难熔高熵合金组成和结构模型;探索多场耦合环境下难熔高熵合金的服役行为。      

粉末冶金法制备CrFeNiCuMoCo高熵合金的组织与性能

利用粉末冶金法制备CrFeNiCuMoCo高熵合金,用带有能谱的扫描电子显微镜(SEM/EDS)、X射线衍射仪、显微/维氏硬度计、电化学工作站、材料试验机等对CrFeNiCuMoCo高熵合金组织结构进行分析并测试其硬度、耐蚀性和压缩性能.结果表明:CrFeNiCuMoCo高熵合金组织形貌简单;物相主要由FCC和BCC两相组成,Mo元素和Cu元素在合金中存在偏析现象;合金的耐蚀性能优异,与304不锈钢相比,自腐蚀电流密度减小1个数量级;组元间原子半径的差异导致较大的晶格畸变,阻碍位错的运动,使得固溶强化效应增强;Mo元素起到细化晶粒作用,使该合金具有较高的硬度和抗压强度,合金硬度为485 HV,抗压强度约为1 385MPa;断裂类型为脆性解理断裂.     

氮化物弥散强化铁基合金的显微组织和力学性能研究

本实验向雾化Fe-12.8Cr-3.4W铁基粉末中引入氮化物粉末进行球磨,然后对球磨粉末进行热挤压和热轧制制备得到合金样品。对雾化粉末和球磨粉末的形貌和成分、各组成形合金的显微组织、各组成形合金的力学性能以及断口形貌进行了研究。实验结果表明,球磨对粉末晶粒起到了细化作用,同时球磨后粉末与空气接触会引入少量的氧,YN(氮化钇)的引入起到了细化球磨粉末的作用;在氮化物弥散强化合金中检测到了尺寸小于100 nm的Ti N和TiO_2的复合弥散颗粒,少量弥散颗粒与合金中的Cr、W、Y和O元素结合长大形成大于100 nm的复杂化合物颗粒。采用氮化钇制备的合金抗拉强度与氧化钇合金基本相同,延伸率增加,同时显微硬度提高;采用氮化钛和氮化钇进行制备的合金显微硬度进一步增加。     

等离子合金化AlCoCrCuFe_xMnNi高熵合金涂层的组织与性能

在45#钢基体上采用等离子束合金化法制备AlCoCrCuFe_xMnNi高熵合金涂层。采用SEM,EDS,XRD等研究高熵合金涂层的组织,利用显微硬度计测试涂层的显微硬度分布。结果表明:采用等离子束合金化Al,Co,Cr,Cu,Mn和Ni等摩尔单质金属粉,在等离子束作用下45#钢基材中的Fe元素参与表面合金化,形成了厚度约为1 mm的AlCoCrCuFe_xMnNi七主元高熵合金涂层,涂层主要由BCC结构的枝晶和FCC结构的枝晶间组织组成。另外,还有σ相主要分布在枝晶间,涂层从表面到基材,体系的混合熵呈高熵-中熵-低熵梯度变化。涂层的维氏显微硬度(HV0.2)达到670~400的梯度分布。     

Microstructure and properties of CrMnFeCoNi high-entropy alloy prepared by mechanical alloying and spark plasma sintering

The equiatomic ratio CrMnFeCoNi high entropy alloy (HEA) was prepared by mechanical alloying (MA) and spark plasma sintering. This paper reports the behaviour of MA, the phase formation, microstructure and mechanical properties of CrMnFeCoNi HEA. With the increase of milling time, solid solution with single FCC phase was gradually formed. The single FCC phase remained as matrix after SPS at 1373?K and 50?MPa. Ultrafine-grained microstructure and good mechanical properties were obtained: At room temperature, the as-sintered bulks exhibit an excellent combination of high compressive strength (2390?MPa) and high fracture strain (47%).     

Microstructure and mechanical properties of Mg-xY-1.5MM-0.4Zr alloys

Age hardening,microstructure and mechanical properties of Mg-xY-1.5MM-0.4Zr (x=0,2,4,6 wt.%) alloys (MM represents Ce-based misch-metal) were investigated by scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM). The results showed that the formed precipitates being responsible for age hardening changed from fine hexagonal-shaped equilibrium Mg12MM phase to metastable β’ phase with bco crystal structure when Y was added into Mg-1.5MM-0.4Zr alloy,and the volume fraction of precipitate phases also increased. With the increase of Y content in Mg-Y-1.5MM-0.4Zr alloys,it was found that the age hardening was enhanced,the grain sizes became finer and the tensile strength was improved. The cubic-shaped β-Mg24Y5 precipitate phases were observed at grain boundaries in Mg-6Y-1.5MM-0.4Zr alloy. It was suggested that the distribution of prismatic shaped β’ phases and cubic shaped β-Mg24Y5 precipitate phases in Mg matrix might account for the remarkable enhancement of tensile strength of Mg-Y-MM-Zr alloy. It was shown that the Mg-6Y-1.5MM-0.4Zr alloy was with maximum tensile strength at aged-peak hardness,UTS of 280 MPa at room temperature and 223 MPa at 250 oC,respectively.     

Ni-5%Ag合金的显微组织与性能

本文研究了粉末冶金方法制备的Ni-5％Ag合金的微观组织、力学性能、电阻率、抗碱性侵蚀能力，并对同等条件下制备的镍棒进行了对比分析。结果表明：合金由纯Ni 纯Ag两相构成，大部分银分布在晶界位置，这些银可有效地阻止在高温退火时合金晶粒的长大。合金晶粒尺寸为15μm，室温抗拉强度达382MPa，仲长率42％，远高于纯镍对比样品。合金电阻率为68．2nΩm，比对比样品降低达13％。计算表明，合金电阻率合乎两单相合金并联加和的规律。合金具有与对比样品相同的抗碱性(31％KOH水溶液)腐蚀能力。     

Fe-Cu-Sn烧结体的显微组织与力学性能

分别采用水雾化Fe-30%Cu合金粉末和单质Sn、Fe、Cu元素粉末为原料制备Fe-Cu-Sn合金,研究原料粉末和Sn含量(质量分数)对Fe-Cu-Sn烧结体致密度、冲击韧性、硬度和抗弯强度的影响。结果表明:与采用元素混合粉末相比,采用合金化程度较高的Fe-30%Cu(质量分数,下同)合金粉末为原料能大幅提高850℃烧结的Fe-Cu-5%Sn合金的致密度和力学性能,其致密度由82.8%提高到94.3%,硬度、冲击韧性和抗弯强度分别提高52%、84%和109%;当Sn的质量分数w(Sn)为3%～15%时,随着Sn质量分数增加,合金的硬度增大,冲击韧性和抗弯强度先增加后减小,其中w(Sn)为5%时,其抗弯强度和冲击韧性都较高,分别为977 MPa和11.6 J/cm2。当烧结体为双重结构组织时,其力学性能显著提高。     

Microstructure and properties of a Cu-Ni-Cr spinodal alloy

A commercial Cu-28 pct Ni-2.8 pct Cr alloy has been heat treated to produce spinodal structures. Conventional transmission electron microscopy (TEM) and diffraction have been used to study the spinodally decomposed product and to measure the wavelengths in the specimens. It is found that the coarsening of coherent particles obeys the relation λαt ^1/3 at 700δC and λ αt ^1/4 at 600°C. Loss of coherency is observed only when aging at 700°C and λ ~ 1000?, when interfacial dislocations with b = a/2 (110) are created after which the coarsening rate is accelerated. Tensile tests were performed to measure mechanical properties of the aged samples, and the fracture surfaces were examined by scanning electron microscopy. The correlations of microstructural changes and mechanical properties are discussed.     

Ni-5%Ag合金的显微组织与性能

研究了粉末冶金方法制备的Ni-5％Ag合金的微观组织、力学性能、电阻率、抗碱性侵蚀能力,并与同等条件下制备的镍棒进行了对比分析.结果表明:合金为纯Ni+纯Ag两相构成;大部分银分布在晶界位置;这些很可有效地阻止在高温退火时合金晶粒的长大;合金晶粒粒径为15μm,室温抗拉强度达382MPa,延伸率为42％,远高于纯镍对比样品;合金电阻率为68.2nΩ·m,与对比样品相比降低迷13％;合金电阻率符合两单相合金并联加和的规律;合金具有与对比样品相同的抗碱性(31％KOH水溶液)腐蚀能力.