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熱壓燒結(FeNiCoCr)100-x Al x (x=0、5)高熵合金的微觀組織及力學性能

772   編輯:中冶有色網   來源:王沛錦,艾桃桃,廖仲尼,趙堃,李文虎,寇領江,趙中國,鄒祥宇  
2024-04-11 16:02:46
高熵合金(HEAs)的出現大大拓寬了新型合金的設計范疇 高熵合金具有優異的機械性能,如高強度、良好的延展性、耐高溫及耐腐蝕等,已成為目前最為熱門的研究領域[1~3] 與傳統合金相比,HEAs一般至少由四五種主要元素構成,且每種元素含量大概在5%到35%之間[1] 多種組元易于形成高的混合熵,有利于簡單固溶體的形成,如Fe50Mn30Co10Cr10[4]、Fe20Co20Ni41Al19[5]、WNbMoTa[6]等四元合金 由于含有多種主要元素,HEAs通常缺乏化學長程有序[7],但存在復雜的短程有序現象,在合金凝固時,小范圍內(0.2~0.3 nm)某些元素的配對(如Al-Ni、Cr-Fe)偏向更大[8] 短程有序會造成“摩擦強化”,將持續影響塑性變形的整個過程,進而提高合金的屈服強度,卻不降低其塑性[9] 而且各元素原子尺寸不一,使得HEAs晶格畸變嚴重,產生固溶強化作用,使得HEAs具有高的硬度和強度 FeNiCoCr系合金是最典型的一類HEAs,具有優異的結構穩定性[10]、機械性能[11~13]以及耐腐蝕性等[14] 通過Al添加使合金表現出獨特的雞尾酒效應[3] Al為FCC結構,若FeNiCoCr系合金中添加適量Al元素,其晶體結構會由FCC向BCC轉變,硬度也隨之提高[1,15~18] 當Al添加量較少時,合金的結構不變,屈服強度、斷裂強度得以提高,是由于Fe、Ni、Co、Cr的原子半徑相近,而Al的原子半徑較大,會導致置換固溶強化作用 此外,Al元素的添加會提高合金的層錯能,有研究表明Al0.1CoCrFeNi 的堆垛層錯能只有6~21 mJ/m2 [19],而Al0.3CoCrFeNi的堆垛層錯能約為51 mJ/m2 [20] 層錯能對合金變形機制有顯著影響,降低層錯能將使位錯從交滑移轉為平面滑移,進一步降低層錯能還會導致孿晶轉變,甚至發生馬氏體相變 目前,研究人員對(FeNiCoCr)100-x Al x 合金已進行了大量的研究,但制備技術主要為真空熔煉和鑄造法[10~13,17],而采用粉末冶金法制備(FeNiCoCr)100-x Al x 合金的研究較少 粉末冶金法制備高熵合金普遍使用了高能球磨工藝,但球磨罐需要抽真空并充入惰性氣體,對設備要求較高,且容易引入雜質 例如高能球磨時用異丙醇、無水乙醇等作為加工控制劑進行濕混,球磨后會
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“熱壓燒結(FeNiCoCr)100-x Al x (x=0、5)高熵合金的微觀組織及力學性能” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究,如用于商業用途,請聯系該技術所有人。
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