烧结方式对CoCrNi中熵合金组织及力学性能的影响

采用机械合金化法（MA）球磨制备CoCrNi中熵合金原料粉末,结合放电等离子烧结（SPS）或高真空烧结制取CoCrNi中熵合金,研究了球磨时间以及退火对CoCrNi中熵合金原料粉末微观形貌、颗粒尺寸及相结构的影响规律,对不同烧结方式制备的合金块体进行微观结构及力学性能研究。结果表明：随着球磨时间的延长,各单质粉末颗粒尺寸不断减小并逐渐融合,在球磨25 h后,原料粉末主要为fcc固溶体结构,还有少量的bcc相;在后续烧结过程中,少量bcc相发生相转变,组织中只有fcc相结构;退火烧结样品的弹性模量为6.57 GPa,是真空烧结的1.55倍,屈服强度为279.28 MPa,与真空烧结后样品的屈服强度相当,退火烧结的延伸率为35.97%,明显大于直接真空烧结;SPS烧结的块体合金表现出高达793.72MPa的屈服强度和61.08%的塑性应变,且维氏硬度(HV)达到3910.2MPa,与其它2种烧结方法相比,SPS在实现高熵合金（HEAs）快速低温烧结方面更具潜力。     

热处理对双FCC相CoCrFeNiCu高熵合金组织与性能的影响

用真空感应熔炼法制备了CoCrFeNiCu高熵合金,研究了不同退火温度对合金组织及力学性能的影响.结果表明,铸态CoCrFeNiCu合金具有双FCC相结构,分别为富Cu相和贫Cu相,而且相分离现象随热处理温度的升高逐渐明显.铸态合金的组织形貌为典型树枝晶组织,随热处理温度的升高,富铜相增多,枝晶间隙变宽,且出现了大量纳...     

Ti含量对氩弧熔覆CoCrFeNiCuTix高熵合金涂层组织及性能的影响

采用氩弧熔覆技术在Q235钢基体表面制备了CoCrFeNiCuTi_x(x表示摩尔比值,x=0、0.3、0.5、0.8和1)高熵合金涂层,研究了Ti含量对CoCrFeNiCuTi_x高熵合金微观结构和力学性能的影响。结果表明,不同Ti含量的CoCrFeNiCuTi_x高熵合金均为FCC单相固溶体。CoCrFeNiCu合金的微观组织为柱状晶结构。随着Ti的加入,微观组织中开始出现析出相,且Ti含量越高,析出相越多。同时Ti的加入明显提高了合金的显微硬度,当Ti的摩尔比为1时,涂层的截面显微硬度值达到最高值439.54 HV0.1。Ti对CoCrFeNiCuTi_x高熵合金的耐磨性具有显著影响,CoCrFeNiCuTi合金表现出最好的耐磨性。随着Ti含量的升高,合金的磨损机理由黏着磨损转化成黏着磨损与氧化磨损并存。     

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)。     

添加Ti对AlCuFeMnNi高熵合金组织和耐磨性的影响

为研究添加Ti元素对AlCuFeMnNi高熵合金组织和耐磨性的影响,采用真空电弧熔炼技术制备了等摩尔比的AlCuFeMnNi和AlCuFeMnNiTi合金。利用X射线衍射仪、金相显微镜、扫描电镜、显微硬度计和摩擦磨损试验机测试了上述两种合金的物相组成、显微组织、硬度和摩擦磨损性能。结果表明,添加Ti元素后,AlCuFeMnNiTi合金由原来的FCC与BCC1双相结构转变为FCC、BCC1与BCC2三相结构,其点阵常数和晶胞体积均有所增大。两种合金均为典型的树枝状晶,Ti元素的添加使合金晶粒逐步细化,枝晶区域面积增加,晶间区域面积减小,枝晶区域弥散分布有少量领先相BCC2。添加Ti元素后,合金的硬度由423.5 HV0.5提高到498.0 HV0.5;质量损失率和摩擦因数则分别由0.43%、0.59降低至0.39%、0.46,摩擦因数呈先增大后稳定的变化趋势。AlCuFeMnNiTi合金硬度和耐磨性能的提高主要是由Ti元素的添加所引起的细晶强化、固溶强化和晶体结构向高强相转变的综合作用所致。     

Tix(Fe15Co35Ni35Cr15)100-x高熵合金的微结构与力学性能

高熵合金以其优异的力学和物化性能,被誉为下一代重点发展的合金材料.文中通过真空电弧炉熔制合金,利用OM、XRD、SEM、EDS、显微硬度计和万能试验机等分析测试,研究分析了Tix(Fe15Co35Ni35Cr15)100-x(x=0,2,4,6,8,10,12,14)多主元合金的微观结构和力学性能.结果表明:在宽泛的钛...     

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%。     

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。     

锻造对FeMnCrCoNi高熵合金组织与性能的影响

采用磁悬浮真空熔炼Fe MnCrCoNi高熵合金并进行低温锻造,研究了不同锻造温度对高熵合金显微组织、力学性能以及耐磨性的影响。结果表明:铸态Fe MnCrCoNi高熵合金主要由具有FCC结构的树枝晶相和黑色斑点相组成;铸态、室温锻造和200℃锻造的合金的显微硬度分别为158. 7,313. 6和358. 1 HV,抗拉强度分别为539. 45,695. 45和830. 84 MPa,室温锻造和200℃锻造态的硬度较铸态分别提高了97. 6%和125. 6%,抗拉强度较铸态分别提高了28. 9%和54. 0%;但其伸长率却大幅下滑,由铸态的47. 2%降低至室温锻造态的15. 2%和200℃锻造态的5. 4%;锻造后合金的耐磨性优于铸态的耐磨性,合金的耐磨性排序为:室温锻造最优、200℃锻造次之、铸态最差。     

Si对FeMoCrVTiSix高熵合金组织和力学性能的影响

采用真空电弧熔炼工艺制备了FeMoCrVTiSix(x=0、0.3、0.5、1)高熵合金,利用X射线衍射仪、扫描电镜、显微硬度计、万能试验机等设备研究了合金的组织和力学性能。结果表明,x=0时,合金由单一BCC固溶结构组成,随着Si含量增加,合金中逐渐析出(MoCrV)3Si相和(FeCrVSi)2(MoTi)的Laves相,x=1时,Laves相成为主相。随着Si含量增加,合金脆性随之增加,硬度(HV)也呈上升趋势,在x=1时达到最大值1113。     

AlxCrFeNiCuVTi系高熵合金的组织和力学性能研究

采用真空电弧熔炼制备AlxCrFeNiCuVTi(摩尔比x=0,0.5,1,1.5)高熵合金.利用XRD、SEM和万能材料试验机等方法对该合金进行研究.结果表明:铸态合金由枝晶相,菊花状共晶组织以及枝晶间富Cu相共同组成;随着Al元素的增加,合金的组织结构逐渐由多种bcc相和fcc相共存逐渐变为单一的bcc相,合金硬度和抗压缩性能整体呈上升趋势;Al1CrFeNiCuVTi合金的最高抗压缩强度达到1810.4 MPa,压缩率为23％.     

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。     

退火处理对CoFeNiVTi高熵合金组织和性能的影响

采用真空电弧炉熔炼和铜模吸铸法制备了CoFeNiVTi高熵合金柱状试样，并对其在氩气保护条件下进行了800℃退火20 h的处理。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和压缩实验等研究了铸态和退火态CoFeNiVTi合金的显微组织和力学性能。结果表明：铸态合金为单相BCC固溶体结构，显微组织呈现典型的柱状晶特征，合金元素均匀分布；退火态合金由BCC基体和金属间化合物Ni₂V₃型的σ析出相构成，σ析出相具有明显的取向特征，呈粗大板条状和细小针状。与铸态合金相比，由于σ析出相的存在，退火后合金的断裂强度有所下降，但仍高达2.5 GPa,硬度则显著提高至800 HV0.2。     

Nb元素对高熵合金涂层组织与力学性能的影响

利用激光熔覆技术在Q235基体表面制备CoCrFeNiTi_0.8Nb_y(y=0.25,0.5,0.75,1.0)涂层.采用光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱分析仪等方法分析涂层的相结构和微观组织等;用显微维氏硬度计、摩擦磨损试验机测试涂层的硬度与耐磨性能.结果表明,组织中呈现典型的树枝晶结构,加入Nb元素,涂层微观组织的尺寸减小,增加Nb元素含量时,高熵合金涂层的晶体结构由体心立方相(body-centered cubi,BCC)、少量的面心立方相(face-centered cubic,FCC)和Fe₂(Ti,Nb)型的Laves相组成;在细晶强化、固溶强化和第二相强化的共同作用下提高了涂层的显微硬度;中间相的存在一定程度上可以阻碍犁削切削过程的进行,进而提高了涂层的耐磨性能;CoCrFeNiTi_0.8Nb_0.75涂层的硬度和耐磨性最好,硬度为710 HV,约为基体的4倍,涂层的磨损量最小,磨痕较为平整.     

纳米晶AlxCrCoNi高熵合金薄膜的组织结构及耐腐蚀性能

选用高纯Al靶和CrCoNi靶,采用磁控溅射共沉积的方法制备了不同Al含量的Al_xCrCoNi(x=0.08、0.3和0.7)高熵合金薄膜。对薄膜的表面形貌、成分及内部微观结构进行了表征,并采用纳米压痕及电化学测试分析了薄膜的力学性能和腐蚀性能。结果表明：Al_xCrCoNi薄膜均表现出较好的均匀性和致密性,且随着Al含量的增加,薄膜的微观结构由纳米晶结构逐渐转变成纳米晶和非晶混合的双相结构;在相同的纳米压痕测试条件下,Al-0.3薄膜的硬度值最高。电化学测试结果表明,Al-0.7薄膜的腐蚀电流密度最低,拟合电路的总电阻最高,表现出较为优异的耐腐蚀性能。理论分析可知,一定体积分数的非晶可以有效提高薄膜的硬度,且非晶的存在可以有效阻碍腐蚀离子的扩散,因此显著改善薄膜的耐腐蚀性能。     

退火温度对FeMoCrVTiSix高熵合金组织及力学性能的影响

在400、600、800、1100 ℃下对FeMoCrVTiSi_x(x=0、0.3)进行退火处理,利用X射线衍射仪、扫描电镜、差热扫描分析仪、显微硬度计、万能试验机等探究了不同退火温度对合金的组织和力学性能的影响。结果表明,Si元素的添加提高了FeMoCrVTi高熵合金的热稳定性。经过退火处理,FeMoCrVTiSi_x高熵合金的微观组织仍为以BCC固溶相为主的枝晶结构,但在枝晶边缘出现黑色的细小富Ti相,其含量随着退火温度的增加而增多,在1100 ℃下富Ti相回溶。富Ti相的析出提高了合金的硬度,其中,800 ℃退火后试样的硬度达到最大值,FeMoCrVTi试样的硬度达到932 HV0.2,FeMoCrVTiSi_0.3的硬度达到998 HV0.2。     

AlxCoCrCuFeNi多主元高熵合金的组织与力学性能

采用X射线衍射、扫描电镜和压缩试验等手段,研究了不同条件下AlxCoCrCuFeNi多主元高熵合金的组织与力学性能.结果表明,铸态合金为典型的树枝晶组织,枝晶间存在明显的Cu富集;随着Al含量的增多,FCC相含量减少,BCC相含量增多,从而导致AlxCoCrCuFeNi具有较高的屈服强度,而且塑性应变量超过5.8%.     

退火温度对AlCrMnFeNiCu0.8高熵合金组织与耐蚀性能的影响

采用真空电弧熔炼法制备了AlCrMnFeNiCu_0.8高熵合金,并在200、400、600、800 ℃下进行真空退火处理4 h,利用光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)表征了合金的组织和晶体结构,使用标准三电极系统CHI660D电化学工作站分析了合金的耐蚀性能。结果表明,合金的微观组织表现为富Cu区和贫Cu区,主要由Fe-Cr固溶体、Al-Ni固溶体和富Cu固溶体组成,随着退火温度的升高,BCC结构较强,FCC结构较弱。在400 ℃退火下合金具有最正的自腐蚀电位(-0.584 V)和最低的自腐蚀电流密度(0.6618 μA·cm^-2),在600 ℃和800 ℃退火条件下,阻抗图谱中出现了明显的扩散效应,导致了合金耐蚀性降低。     

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。     

硼对AlFeCoNi高熵合金组织和高温氧化性能的影响

采用真空电弧熔炼炉制备了AlFeCoNiB_x(x=0.00, 0.15, 0.20)高熵合金,并对其微观组织和高温氧化行为进行了研究。结果表明:随B含量的增加,AlFeCoNiB_x(x=0.00, 0.15, 0.20)合金组织从单一的B2结构转变为B2结构+(fcc_1+fcc_2)共晶组织。AlFeCoNiB_x(x=0.00, 0.15, 0.20)合金于900℃高温氧化后,随B含量的增加,合金外层CoFe_2O_4氧化物的厚度增加较快,而内层Al2O3氧化物的厚度基本不变,但当B含量超过0.15%(原子分数)时,氧化膜连续性变差。当B含量为0.15%时,AlFeCoNiB_(0.15)高熵合金的氧化增重最小,氧化膜与合金基体结合良好,抗氧化性最优。