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文檔簡(jiǎn)介
1、高熵合金是由五種或五種以上元素以等摩爾比或近等摩爾比經(jīng)熔煉、燒結(jié)等方法組合而成的具有金屬特性的材料。元素種類增多,合金產(chǎn)生高熵效應(yīng),形成簡(jiǎn)單體心或面心立方固溶體,無(wú)金屬間化合物生成,在鑄態(tài)時(shí)有可能析出納米晶,從而起到固溶強(qiáng)化、沉淀強(qiáng)化和彌散強(qiáng)化的作用。與傳統(tǒng)合金相比,高熵合金的性能具有很大的優(yōu)勢(shì)。
根據(jù)多主元高熵合金的成分設(shè)計(jì)原則,本文設(shè)計(jì)了Al0.5CoCrCuFeNiBx(x=0-1)、Al0.5CoCrCuFeNiSiy
2、(y=0-1)、Al0.5CoCrCuFeNiBxSix(x=0-0.8)、Co1.5CrFeNi1.5Ti05AlxMoy(x,y=0,0.1,0.2)以及Al0.2Co1.5CrFeNi1.5TiNbxVy(x,y=0,0.1,0.2)多主元高熵合金體系,采用真空電弧爐熔煉法制備高熵合金錠,研究了合金元素對(duì)高熵合金組織、相結(jié)構(gòu)與組成、硬度及耐磨損性能的影響。
五種合金系都形成簡(jiǎn)單固溶體結(jié)構(gòu)。Al0.5CoCrCuFeNi合
3、金為單一FCC固溶體結(jié)構(gòu),添加B后,合金中析出(Cr, Fe)B和Cr2B硼合物,為FCC固溶體與硼化物的復(fù)合組織;合金硬度和磨耗阻抗隨B含量增加而提高;添加Si后,合金結(jié)構(gòu)由FCC固溶體向BCC固溶體轉(zhuǎn)變,y≤0.4時(shí)合金為FCC固溶體和BCC固溶體混合結(jié)構(gòu),y≥0.6時(shí)合金為單一BCC固溶體結(jié)構(gòu)。隨著Si含量增加,合金的硬度和磨耗阻抗提高;塑性降低。同時(shí)添加B和Si,合金中析出硼化物和硅化物,為FCC、BCC固溶體與硼化物、硅化物的
4、復(fù)合組織。隨著B、Si含量的增加,合金的硬度和磨耗阻抗提高。值達(dá)到784HV;耐磨性隨著B、Si含量的增加而提高。
Co1.5CrFeNi1.5Ti0.5AlxMoy(x,y=0,0.1,0.2)合金為典型樹枝晶組織,為FCC固溶體;添加Al使合金枝晶組織粗化;而添加Mo使合金枝晶組織細(xì)化;添加Al、Mo,合金硬度與磨耗阻抗變化不明顯。
Al0.2Co1.5CrFeNi1.5Ti0.5NbxVy(x,y=0,0.1,
5、0.2)高熵合金主要由FCC固溶體和η相構(gòu)成;Nb含量為0.1摩爾比的合金,合金內(nèi)有蝴蝶狀花紋組織生成;Nb含量為0.2摩爾比的合金,其顯微組織為樹枝晶,且枝晶變得細(xì)小,添加V元素后合金組織仍然是樹枝晶,枝晶變得粗大,單獨(dú)添加V,合金的硬度與磨耗阻抗變化不明顯;添加Nb或同時(shí)添加Nb和V,合金的硬度與磨耗阻抗提高。
Al0.5CoCrCuFeNiBx、Al0.5CoCrCuFeNiSiy、Al0.5CoCrCuFeNiBxSi
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