铸态和退火态Al0.5CoCrFeNiTi0.5高熵合金的组织与性能

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第29卷第2期中国有金属学报2019年2月V olume 29 Number 2The Chinese Journal of Nonferrous Metals February 2019 DOI:10.19476/j.ysxb.1004.0609.2019.02.14
铸态和退火态Al0.5CoCrFeNiTi0.5
高熵合金组织与性能
工作重在到位蒋淑英,林志峰,许红明
(中国石油大学(华东) 机电工程学院,青岛 266580)
摘要:采用真空电弧熔炼法熔炼出Al0.5CoCrFeNiTi0.5高熵合金,并在600、800和1000 ℃下进行真空退火热处理。利用X射线衍射仪(XRD)、光学显微镜(OM)、电子探针(EPMA)、硬度计、万能试验机以及电化学工作站对合金铸态和不同温度退火态的微观组织、硬度、压缩力学性能以及在3.5% NaCl溶液中的耐蚀性进行研究。组织分析表明:铸态和退火态的Al0.5CoCrFeNiTi0.5合金均由富(Cr,Fe)的FCC、富(Al,Ni,Ti)的BCC和σ三相组成,但退火处理使合金的组织形貌和各相的相对含量发生了改变,铸态下的粗大白FCC柱状晶转变为细小的FCC+BCC+σ的混合组织;随着退火温度的升高,BCC和σ相含量增加。800 ℃退火态合金成分均匀性最好,1000 ℃退火态合金由于退火温度过高,组织粗大,元素偏析重新加剧。硬度试验和压缩试验结果表明:合金在铸态和3种温度退火态下的硬度都较高,表现出良好
的抗回火软化能力;800 ℃退火态合金中由于BCC和σ相的增加,其硬度和屈服强度最高,但塑性最差。1000 ℃退火态合金由于大量σ相的析出以及组织粗大,其屈服强度、断裂强度和压缩形变率都急剧降低。600 ℃退火态合金具有理想的FCC、BCC和σ相的组成含量,其综合力学性能最好。
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电化学腐蚀试验表明:铸态和3种温度退火态的合金在3.5% NaCl溶液中都表现出良好的耐蚀性,800 ℃退火态合金由于其成分均匀性最好,耐蚀性最好。婚姻保卫战片尾曲
关键词:高熵合金;退火;组织结构;力学性能;耐蚀性不死咒怨
文章编号:1004-0609(2019)-02-0326-08中图分类号:TG113文献标志码:A
metis传统合金以一种或两种元素为主组元,而后加入其他少量元素来改善其组织和性能。2004年,台湾学者叶均蔚等[1]正式提出多主元高熵合金的概念,所谓多主元高熵合金即合金中主要元素种类大于5种但不超过13种,每种元素的摩尔分数在5%~35%之间。由于在高熵合金中混合熵占主导地位,且熵值远高于传统合金的,所以通常情况下容易形成固溶体,其组织更容易产生纳米晶体,甚至于形成非晶体[2−3]。因此,通过成分优化设计可使高熵合金在性能上比传统合金具有更大的优势[4],例如高硬度、高强度和高韧性[5−9]、优良的热稳定性[10−11]、耐高温氧化性[12−17]、耐磨损性[18−19]和耐腐蚀性[20−22],可以很好地弥补块体非晶合金应用中的室温脆性大和无法高温使用的缺点。
在元素周期表中,Co、Cr、Fe、Ni同属第四周期过渡族元素,具有相近的原子半径和电负性,容易形成简单固溶体结构。Al、Ti同属轻金属元素,都具有较大的原子半径,固溶后可以起到很好的固溶强化效应,此外,Al容易使合金表面生成致密的氧化膜,而Ti在海水中有很好的耐蚀性。因此,Al x CoCrFeNiTi y 系列高熵合金受到了广泛研究[10−11, 18, 21, 23−25]。WANG 等[10]发现,在Al x CoCrFeNi中Al含量太高会导致BCC 和B2结构形成,使合金的延性极大地降低。ZHOU 等[24]发现在AlCoCrFeNiTi x中Ti含量太高会导致Laves相形成,将使合金的脆性增大。本文作者为了减少Al x CoCrFeNiTi y合金中B2相和Laves相的生成,获得具有良好力学性能和耐蚀性能的合金,选择了Al0.5CoCrFeNiTi0.5的合金配方,用非自耗真空电弧熔炼法制备出Al0.5CoCrFeNiTi0.5高熵合金,并在不同的退火温度下对其进行真空退火处理,研究退火温度对合金的组织结构、力学性能和耐腐蚀性能的影响。
1实验
试验中所用的原料是纯度为99.9%~99.99%的Co、Cr、Fe、Ni、Al、Ti金属粉末,按配方精确称量
基金项目:山东省自然科学基金资助项目(ZR2016EMM22)
收稿日期:2018-01-15;修订日期:2018-04-20
通信作者:蒋淑英,副教授,博士;电话:138********;E-mail:
二苯并菲jsyjsy1225@163

本文发布于:2023-08-16 09:17:38,感谢您对本站的认可!

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