间隙碳原子对Fe_(50)Mn_(30)Co_(10)Cr_(10)熔铸态高熵合金组织与性能的影响

通过XRD、OM、EBSD、SEM等手段分析了不同含量的间隙碳原子对Fe_(50)Mn_(30)Co_(10)Cr_(10)熔铸态高熵合金组织与性能的影响。结果表明,随着碳含量的增加,熔铸态高熵合金相组成由FCC+HCP双相转变为FCC单相;当碳原子的摩尔分数达到4%时,基体晶界处和晶粒内析出Cr_xC_y碳化物,导致合金塑性恶化;当碳原子的摩尔分数为2%时,由于TWIP效应较明显,(Fe_(50)Mn_(30)Co_(10)Cr_(10))_(98)C_2高熵合金的综合力学性能最佳。     

退火处理对粉末冶金CrFeCoNiTi_(0.2)高熵合金组织和性能的影响

用粉末冶金法制备CrFeCoNiTi_(0.2)高熵合金,分别在450,650和850℃下对合金进行退火处理,通过X射线衍射分析,扫描电镜观察和能谱分析以及动电位极化曲线和显微维氏硬度测试等,研究退火处理对粉末冶金CrFeCoNiTi0.2高熵合金组织和性能的影响。结果表明:烧结态CrFeCoNiTi_(0.2)高熵合金以FCC为主相,Laves相为副相,退火处理后,FCC相的结晶度提高,并伴随有新相(HCP相、R相和σ相)出现。退火后合金的自腐蚀电位Ecorr增大,硬度提高,并且退火温度越高,耐腐蚀性能越好,硬度越高。在850℃下退火后,合金的维氏硬度(HV)由184.0增加到356.6。     

Mg-10Gd-4.8Y-0.6Zr合金在520℃下的固溶处理行为

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、显微硬度测试、热分析、能谱分析以及X射线衍射(XRD)等手段,研究Mg-10Gd-4.8Y-0.6Zr合金铸态和520℃固溶处理不同时间后的显微组织以及显微硬度分布.结果表明:Mg-10Gd-4.8Y-0.6Zr合金经520℃/16 h固溶处理后,铸态时的...     

FeNi_2CoMo_(0.2)V_(0.5)高熵合金在2% HNO_3溶液中的电化学性能

通过开路电位测试、交流阻抗谱、动电位极化曲线测试,对比研究了FeNi_2CoMo_(0.2)V_(0.5)高熵合金与其成分金属纯镍(99.99%)的耐腐蚀性能。结果表明:在2%HNO_3溶液中,高熵合金比纯镍能更快达到稳定电位,高熵合金阻抗弧直径是HPT态样品的4倍多,自腐蚀电流密度比纯镍小6倍左右;另外,高熵合金和纯镍在2%的HNO_3溶液中均发生明显钝化,但高熵合金钝化效果明显优于纯镍,钝化区更宽,击穿电位更高。     

退火对Al_(1.5)CrCuFeMnTi高熵合金组织和硬度的影响

为研究退火处理对Al_(1.5)CrCuFeMnTi高熵合金组织和硬度的影响,采用真空电弧熔炼方法制备了铸态合金,通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜和维氏硬度计等手段对不同温度等温退火处理制得合金的组织形貌、晶体结构、成分分布和硬度进行表征。结果表明,铸态Al_(1.5)CrCuFeMnTi高熵合金由一个有序和一个无序的体心立方结构固溶体构成,形成了典型的枝晶组织,并在合金中观察到调幅结构特征。经过945℃退火处理后,合金中形成一个富含Al、Cr和Mn元素复杂结构的Laves相,合金经980℃退火后,该Laves相转变为以Cr为基体的FCC固溶体。退火处理利于铸态合金中残余内应力释放,致使合金硬度减小至HV450左右。     

铸态共晶高熵合金的研究进展

铸态共晶高熵合金在室温下的力学性能受到其化学成分、相组成和微观组织形貌的影响,是选用恰当的共晶高熵合金以适应于复杂服役环境的重要判据.文中通过调研近年来共晶高熵合金的相关文献,概述了共晶高熵合金的研究现状,按化学元素和共晶组织的相组成特点对共晶高熵合金进行了分类,即主要由FCC相+B2/BCC相组成的AlCoCrFeN...     

2050铝锂合金热变形行为研究

利用热模拟压缩试验研究了变形温度300～540℃、应变速率0.01～10/s时2050铝锂合金的热变形行为,并通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和电子背散射衍射技术(EBSD)分析了合金热压缩态和固溶淬火态的组织演变规律.研究结果表明:2050铝锂合金流变应力随变形温度的升高而降低,随应变速率的提高而增大.合金...     

多主元FeNiMnCr_(0.75)Al_x高熵合金微观结构和力学性能的研究

研究了合金中Al含量的增加对铸态FeNiMnCr_(0.75)Al_x(x=0.25,0.5,0.75,原子分数)高熵合金晶体结构及力学性能的影响。采用X射线衍射仪(XRD)和透射电子显微镜(TEM)对合金的微观结构及形貌进行分析,采用维氏硬度计和MTS万能试验机测试合金的硬度和室温压缩性能。试验结果表明,铸态下,FeNiMnCr_(0.75)Al_x高熵合金均由bcc和fcc两种晶体结构的相构成。随着Al含量的增加,合金中bcc结构的相的相对含量逐渐增加,导致硬度和压缩屈服强度也随之升高,应变量降低;且Al含量的增加最终也促使合金中无序bcc结构的相逐渐转变为Ni∶(Mn+Al)=1∶1(原子分数比)型有序bcc结构的相。     

碳元素对Al_(2)CoCrCuFeNi高熵合金组织和性能的影响北大核心

采用粉末冶金的方法制备了Al_(2)CoCrCuFeNi和Al_(2)CoCrCuFeNiC_(0.02)高熵合金,使用X射线衍射仪、金相显微镜和显微硬度计等对高熵合金进行分析和测试。实验结果表明,经过20 h球磨和烧结后,Al_(2)CoCr-CuFeNi和Al_(2)CoCrCuFeNiC_(0.02)高熵合金分别形成了BCC+FCC和有序BCC(B2)+FCC的简单固溶体结构,硬度分别为208 HV和328 HV。C元素的加入对高熵合金强度有明显的贡献,使其硬度比不含C的高熵合金提高了约58%。     

退火处理对粉末冶金CoCrFeNiC0.05高熵合金热轧板显微组织和力学性能的影响

以Cr、Co、Fe、Ni单质块体和Cr₃C₂为原料,采用气雾化法制备预合金粉,通过热等静压法制备CoCrFeNiC_0.05高熵合金,对合金进行热轧和退火处理,结合X射线衍射、金相显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、电子背散射衍射、硬度测试和拉伸性能测试等手段,研究退火处理对粉末冶金CoCrFeNiC_0.05高熵合金热轧板显微组织和力学性能的影响。结果表明：热轧变形后,合金晶粒形态由热等静压的等轴状转变为条带状,织构组态以F织构为主,晶内存在孪晶和亚微米级Cr₂₃C₆碳化物。经800℃退火处理后,合金发生完全再结晶。热轧结合中温退火(500℃)是获得具有良好综合力学性能CoCrFeNiC_0.05高熵合金的有效途径,合金的屈服强度为961 MPa,抗拉强度为1 023 MPa,伸长率为13.6%。     

纳米孪晶强化CoCrFeNi高熵合金线材微结构及其在若干典型环境下的腐蚀行为

纳米孪晶强化CoCrFeNi高熵合金线材以其优异的力学性能被视为是传统线材面向苛刻工况应用的潜在替代品。采用电弧熔炼、冷热机械加工、剧烈冷变形技术制备纳米孪晶强化CoCrFeNi高熵合金线材,采用场发射扫描电镜(FE-SEM)、透射电镜(TEM)分析其微结构,利用电化学分析在3. 5%(质量分数) Na Cl,1 mol·L~(-1)H2SO4,1 mol·L~(-1)Na OH溶液中分别分析CoCrFeNi高熵合金线材的腐蚀行为,采用FESEM观察其在不同介质中的腐蚀形貌,分析CoCrFeNi高熵合金线材在不同介质中的腐蚀机制。结果表明,CoCrFeNi高熵合金线材经冷变形后呈纤维状组织,其在3种典型环境下的耐蚀性均较为理想。其在3. 5%Na Cl溶液中的腐蚀机制主要为点蚀,自腐蚀电流密度低至3. 85×10-7A·cm~(-2),腐蚀后仅有极少量蚀坑存在。而在1 mol·L~(-1)H2SO4与1 mol·L~(-1)Na OH溶液为均匀腐蚀,自腐蚀电流密度分别可达1. 26×10-6,7. 88×10-6A·cm~(-2),腐蚀形貌呈均匀腐蚀特征。CoCrFeNi高熵合金线材在3. 5%Na Cl溶液、1 mol·L~(-1)H2SO4溶液与1 mol·L~(-1)Na OH溶液中均具有较好的耐蚀性,具备在这几种典型环境应用的潜力。     

高Ta钛合金在沸腾硝酸中的腐蚀行为

对高Ta含量钛合金Ti-32Ta在8 mol/L沸腾硝酸溶液中进行了全浸腐蚀实验,研究了Ti-32Ta合金在沸腾硝酸中的腐蚀行为。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线衍射光电子能谱(XPS)等分析方法对钛合金腐蚀表面的钝化膜进行了成分、组织结构及合金价态分析。结果表明:Ti-32Ta合金在沸腾硝酸溶液中呈现均匀腐蚀行为,在介质中通入一定流量的新鲜空气对合金稳定腐蚀阶段的腐蚀速率影响不大。与Ti-6Ta合金相比,Ti-32Ta合金腐蚀后形成的钝化膜更薄更致密,耐蚀性能更好。两种合金腐蚀钝化膜中Ti和Ta的价态组成相同,Ti-32Ta合金腐蚀表面Ta及Ta2O5的含量高于Ti-6Ta合金腐蚀表面。     

工艺参数对熔配法制备Al-10Ce中间合金的影响

用熔配法制备了Al-10Ce中间合金,采用X射线衍射相分析(XRD)等技术对Al-10Ce中间合金的相组成进行了分析,试验结果表明:Al-10Ce中间合金由Al、Ce、Al4Ce三相组成。且通过试验从熔体温度、溶解时间、搅拌方式等三方面分析了用熔配法制备Al-10%Ce中间合金的工艺参数,确证了参数选择的可行性和合理性。     

车用不锈钢表面激光原位合成FeCrCoNi涂层组织及耐磨性

为提升车用316不锈钢的表面硬度及耐磨性,采用激光熔覆原位合成法在316不锈钢表面制备FeCrCoNi高熵合金涂层。分别对FeCrCoNi高熵合金涂层的相组成、元素分布、显微硬度及耐磨性进行研究。结果表明：原位合成制备的FeCrCoNi高熵合金涂层无裂纹、气孔等缺陷,与基材呈现良好的冶金结合。FeCrCoNi高熵合金涂层由单一的FCC相组成,涂层组织为树枝晶。各元素分布均匀,无明显偏析。FeCrCoNi高熵合金涂层的截面平均显微硬度约为283.7 HV,相较于316不锈钢基体提升了约50%。FeCrCoNi高熵合金涂层的平均摩擦因数分别为0.377和0.438,比磨损率分别为2.27×10^-5mm³/N·m和6.17×10^-5mm³/N·m,FeCrCoNi高熵合金涂层的磨损率降低了70%。FeCrCoNi高熵合金涂层的磨损机制为磨粒磨损。     

CoCrFeNiTi_(0.5)高熵合金在0.75%SO_2气氛中的腐蚀行为研究

应用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(能谱分析)(SEM-EDS)和电子探针显微分析等方法探讨了预涂覆碱金属硫酸盐的Co Cr Fe NiTi_(0.5)高熵合金在0.75%SO_2气氛中的腐蚀行为。结果表明:在0.75%SO_2气氛中,合金的腐蚀动力学曲线遵循"抛物线"规律;合金表面生成由Ti,Cr_2,Fe氧化物,尖晶石结构复杂氧化物AB_2O_4以及(Fe,Ni)硫化物组成的腐蚀产物;升高温度显著增加氧化膜厚度以及腐蚀影响区的孔隙密度,这使得氧化层与基体结合程度变差甚至剥离,腐蚀深度增大。Co Cr Fe Ni Ti_(0.5)高熵合金在含硫气氛下的腐蚀归因于腐蚀初期合金元素的氧化,以及随后发生的金属氧化物的硫酸盐化、三元共晶复合盐的形成以及合金元素Fe在熔盐中的溶解反应;不仅如此,介于合金基体与金属氧化层间的腐蚀影响区还发生了合金元素(Fe,Ni)的硫化。     

热暴露对不同时效处理的铝锂合金微观组织与性能的影响

采用扫描电镜、X射线衍射、透射电镜和硬度测试等方法,研究热暴露对不同时效态2A97铝锂合金微观组织与性能的影响。结果表明：T6和T8态合金经热暴露后物相的种类及形貌变化规律相似,随热暴露温度升高,合金中的θ?相(Al₂Cu)粗化且数量减少,T₁相(Al₂CuLi)向平衡相转变,合金热稳定性变差。与T8态不同的是,T6态合金中的强化相除T₁相和θ?相外,还有立方相,但该相的强化效果远低于T₁相和θ?相。立方相经200℃热暴露后,数量增多,经300℃热暴露后,回溶进入基体。故在低温热暴露后T6态合金的热稳定性优于T8态,但在高温热暴露后两种时效态合金的热稳定性基本相当。T8态合金的硬度显著高于T6态,经低温热暴露后,T8态合金的硬度下降幅度大于T6态,但两种合金高温热暴露后的硬度下降幅度基本一致。     

Zn和Mg元素对高Zn含量Al-Zn-Mg-Cu合金铸锭及其均热态组织的影响

以Al-9.2Zn-2.0Mg-1.8Cu合金为基础合金,共设计了3种化学成分的合金,采用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、差热分析(DSC)等手段,同时结合Pandat热力学计算,研究了Zn和Mg元素对半连续铸造高Zn含量Al-Zn-Mg-Cu合金铸态和均匀化组织的影响。结果表明:合金铸态组织中第二相主要包括非平衡共晶(AlZnMgCu)四元相、大量细小的短棒状MgZn_2相以及很少量的富Cu相;提高Zn和Mg元素的含量均会导致合金铸态组织中非平衡共晶相数量及非平衡共晶相厚度的增加,且在高Zn含量Al-Zn-Mg-Cu系合金中Mg元素影响更大,这与热力学计算结果基本一致。各合金经过470℃/24 h均匀化处理后,Al-9.2Zn-2.0Mg-1.8Cu合金回溶完全,Mg和Zn元素含量更高的合金回溶不充分,组织中仍存在一定数量的(AlZnMgCu)四元相,其中,在高Zn含量Al-Zn-Mg-Cu合金中Mg元素的增加尤其不利于均匀化的进行。     

RE(RE=Nd,Sm,Pr)部分替代La对A_2B_7型合金电化学贮氢性能的影响

La-Mg-Ni系A2B7型合金由于其高的放电容量被认为是最具希望的Ni-MH电池负极材料,然而,低的电化学循环稳定性制约着合金的实际应用。为了改善La-Mg-Ni系A2B7型合金的电化学贮氢性能,用RE(RE=Nd,Sm,Pr)部分替代合金中的La,用感应熔炼及退火工艺制备了La0.8-xRExMg0.2Ni3.35Al0.1Si0.05(RE=Nd,Sm,Pr;x=0,0.2)电极合金。为了抑制Mg在熔炼过程中的挥发,熔炼过程中采用氦气作为保护气氛。用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)分析了铸态及退火态合金的微观结构,并测试了铸态及退火态合金的电化学贮氢性能,比较了不同稀土元素替代La对合金电化学性能的影响。结果表明,铸态及退火态合金包含两个主相,具有Ce2Ni7型结构的(La,Mg)2Ni7相以及Ca Cu5型结构的La Ni5相。RE(RE=Nd,Sm,Pr)部分替代La未影响合金的相组成,但使合金的相含量发生明显改变。此外,元素替代使铸态及退火态合金的组织明显细化。RE(RE=Nd,Sm,Pr)部分替代La显著改善了合金的电化学贮氢性能,包括电化学循环稳定性、放电容量及电化学动力学性能。     

CoCrFeNiCuTix高熵合金的微观组织与耐腐蚀性能研究

采用真空热压烧结法制备了CoCrFeNiCuTi_x (x为摩尔比, x=0.25, 0.50, 0.75, 1.00)六元高熵合金, 研究了Ti含量对该高熵合金微观组织和耐腐蚀性的影响。利用金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、HVS-1000B型数显显微硬度计和电化学工作站等设备测试和分析了CoCrFeNiCuTi_x高熵合金的组织结构和耐腐蚀性能。结果表明: 不同Ti含量(摩尔分数)的CoCrFeNiCuTi_x高熵合金, 物相都为面心立方结构, 组织主要为树枝晶; 随着Ti摩尔分数的增加, 高熵合金树枝晶组织减少, 硬度先增加后减小, x=0.50时, 合金的硬度值最大, 为HV 755;CoCrFeNiCuTi_x高熵合金的自腐蚀电位都正于45#钢, 耐腐蚀性先增强后减弱, x=0.50时, 其耐腐蚀性最优。     

热处理对AlCrFeNiTi高熵合金组织和硬度的影响

在氩气保护下用真空电弧炉制备了AlCrFeNiTi高熵合金,采用X射线衍射仪、金相显微镜和维氏硬度计等研究了加热温度、保温时间和冷却方式对AlCrFeNiTi高熵合金组织和硬度的影响。结果表明,铸态AlCrFeNiTi高熵合金由两个体心立方结构固溶体构成,形成了由枝晶、枝晶间和α+β共晶组织组成的典型高熵合金枝晶组织。随着加热温度的升高,合金枝晶相先粗化,当温度升至900℃时再细化;随着保温时间增加和冷却速度减慢,枝晶组织和共晶组织均粗化,而合金硬度呈上升趋势。合金经过热处理后的硬度取决于枝晶相含量和形貌,在高速冷却方式下残余内应力对合金的硬度也起关键作用。