合金元素对高熵合金组织与机械性能的影响

【摘要】本文用真空电弧炉熔炼与铜模吸铸的方法制备了三组高熵合金：(1)AlFeCr-NiMox(0.1≤x≤1.25)；(2)AlxFeCrNiCoMo0.25(0≤x≤1.0)；(3)FeCoNiMoX0.2(X=Al,Cr,Mn,Ti,V)，并对合金元素对合金的组织与性能的影响进行研究。1．制备了AlFeCrNiMox高熵合金。Mo含量小于0.25时合金由单一的BCC固溶体组成，Mo含量增加到0.25时，合金由BCC固溶体相和有序BCC2固溶体相组成。当Mo含量超过0.75时，合金中出现一定量的σ相。随着Mo含量的增加，第二相的体积分数增加，形貌发生变化，晶粒尺寸粗化。合金的屈服强度、抗压强度和硬度随Mo的含量增加而增加，分别达2252MPa，2612MPa，1006Hv。合金的耐磨性随Mo含量增加而增加，磨损机制主要为氧化磨损。AlFeCrNiMox合金均为铁磁性，其饱和磁化强度与剩磁随着Mo含量的增加而降低。2．制备了FeCrNiCoMo0.25Alx高熵合金。当x=0时合金为单一的FCC固溶体，当x=0.5时合金中出现了有序BCC固溶体，并且其体积分数随着Al含量的升高而升高。合金组织为树枝晶组织，随着Al含量的增加，合金组织被细化。合金的硬度、强度及耐磨性均随着Al含量的升高而升高，但塑性有所下降，其中硬度从206Hv升高到501Hv，屈服强度从206MPa升高到1680MPa，塑性从22.8%下降到7.2%。合金的磨损机制主要为剥层磨损。3．制备了FeCoNiMoX0.2高熵合金。FeCoNiMo合金由FCC固溶体与金属间化合物Fe3Mo两相组成，元素Al、Cr、Mn、V的添加并没有改变合金的相组成，元素Ti的添加使合金生成新的金属间化合物。FeCoNiMo、FeCoNiMoMn0.2、FeCoNiMoTi0.2、FeCoNiMoV0.2合金组织为树枝晶结构，FeCoNiMoCr0.2、FeCoNi-MoAl0.2合金组织为细小的层片状组织。Al、Cr、Ti的加入使合金硬度增加，其中FeCoNiMoTi0.2合金的硬度最高达693Hv。合金均表现为铁磁性，元素Mn、Ti、V使合金的饱和磁化强度与剩磁降低，矫顽力升高。
【作者】张洁；
【导师】李建忱；
【作者基本信息】吉林大学，材料学，2014，硕士
【关键词】高熵合金；合金元素；晶体结构；显微组织；性能；

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