Hf含量对NbMo0.5HfxTiZrCrAl难熔高熵合金组织及力学性能的影响

采用真空非自耗电弧熔炼的方法制备了5种名义成分为NbMo0.5HfxTiZrCrAl(x=0, 0.25, 0.5, 0.75, 1, at.%)的难熔高熵合金。研究了Hf对合金组织及力学性能的影响规律。结果表明：添加Hf和不添加Hf的合金的微观组织均由两种BCC相（即BCC1和BCC2）和Laves相构成。在未添加Hf的合金中,BCC1相中主要富含Zr、Cr和Al元素,BCC2相中主要富含Nb、Ti和Mo元素。而在添加Hf的合金中,BCC1相中主要富含Hf、Zr、Cr、Mo和Al元素,BCC2相中主要富含Nb和Ti元素。随着Hf含量的增加,BCC1相的含量逐渐增加,且BCC1和BCC2相的晶格常数均有所增大。此外,随着Hf含量的增加,合金的硬度和脆性均逐渐增加,而合金在1200 ℃的抗压强度逐渐降低。     

Al0.5Nb1.5TiV2Zr0.5 难熔高熵合金组织和力学性能

采用真空电弧熔炼制备了Al_0.5Nb_1.5TiV₂Zr_0.5高熵合金,并研究了其微观组织、密度及力学性能。结果表明,Al_0.5Nb_1.5TiV₂Zr_0.5合金由为90.6%(体积分数)的体心立方相和9.4%(体积分数)的C14-Laves第二相组成。合金基体相富含Ti和V,第二相富含Al和Zr。合金的密度为6284 kg/m3,维氏硬度为5197.9 MPa。合金的屈服强度随温度升高而降低,由室温下1082.9 MPa降低到1073 K下的645.0MPa。压缩应变由室温下的27.20%降低到873 K下的14.94%,这与合金中原子间的相互作用力随温度升高而降低有关。在1073 K时合金应变超过50%,表现出良好的塑性而未发生断裂。压缩测试结果表明,合金韧脆转变温度在873～1073 K之间。     

FeCoCrNiZr x 高熵合金的磁性和电化学性能

采用真空电弧熔炼法制备了不同Zr含量的FeCoCrNiZr_x（x=0.5,0.75,1）高熵合金。研究了Zr含量对合金组织、磁性能和电化学腐蚀性能的影响。采用X射线衍射仪、扫描电镜、振动样品磁力计和电化学工作站对合金的磁性能和电化学腐蚀能力进行了研究。结果表明：FeCoCrNiZr_x合金具有典型的共晶组织,由面心立方固溶体和C15 Laves相组成。随着Zr含量的增加,合金硬度呈先增大后减小的趋势。根据合成的静态滞回曲线可以看出,FeCoCrNiZr_0.5合金具有顺磁性和铁磁性的混合型特征,FeCoCrNiZr_0.75合金表现为顺磁性,FeCoCrNiZr₁合金表现为典型的铁磁性。同时,FeCoCrNiZr_x合金在3.5%（质量分数）NaCl溶液中经历活化与钝化转变。当合金中的Zr含量为0.75%（原子分数）时,合金极化电阻具有最大的阻抗电容半径,钝化膜的耐腐蚀能力最强。     

轧制变形对高熵合金微观组织和力学性能的影响

对(FeNi)₆₇Cr₁₅Mn₁₀Al₅Ti₃高熵合金进行退火、冷轧和热轧+冷轧等工艺处理,采用X射线衍射仪、扫描电镜和万能试验机分别对合金进行物相组成、组织形貌以及力学性能测试和表征。结果表明,铸态和退火态的非等主元(FeNi)₆₇Cr₁₅Mn₁₀Al₅Ti₃高熵合金更易形成单相固溶体;在中等变形的热轧+冷轧工艺下,合金形成FCC+BCC的双相固溶体,其屈服强度可提高到460.0 MPa;在中等变形的冷轧工艺下,合金会形成细小的金属间化合物,从而具有细小金属间化合物强化机制,使屈服强度显著提升并达到722.0 MPa,同时,合金仍具有约25.7%的均匀伸长率,综合力学性能最佳。     

Si对FeMoCrVTiSix高熵合金组织和力学性能的影响

采用真空电弧熔炼工艺制备了FeMoCrVTiSix(x=0、0.3、0.5、1)高熵合金,利用X射线衍射仪、扫描电镜、显微硬度计、万能试验机等设备研究了合金的组织和力学性能。结果表明,x=0时,合金由单一BCC固溶结构组成,随着Si含量增加,合金中逐渐析出(MoCrV)3Si相和(FeCrVSi)2(MoTi)的Laves相,x=1时,Laves相成为主相。随着Si含量增加,合金脆性随之增加,硬度(HV)也呈上升趋势,在x=1时达到最大值1113。     

热处理温度对Ti0.5Zr1.5NbTa0.5Sn0.2高熵合金组织结构与力学性能的影响

制备了一种中等密度(约8.0 g/cm³)的难熔高熵合金Ti_0.5Zr_1.5NbTa_0.5Sn_0.2(摩尔比),系统研究了热处理温度对合金组织结构和力学性能的影响。结果表明:铸态Ti_0.5Zr_1.5NbTa_0.5Sn_0.2合金组织为富Zr和富Ta bcc相以及晶内的板条状Zr₅Sn₃。随着热处理温度升高,富Ta bcc相体积分数逐渐减少,Zr₅Sn₃体积分数先增加后减少。当热处理温度为1400℃时,样品呈现近单相bcc结构。准静态条件下,系列样品均具有良好的压缩塑性变形能力;随着热处理温度的提高,合金屈服强度逐渐上升,1400℃热处理样品的屈服强度为1749 MPa。动态变形时,合金表现出明显的应变率强化效应,屈服强度显著增加,1400℃热处理样品的屈服强度达到2750 MPa,塑性变形量有所下降。强度随...     

W对FeCoCrNiWx高熵合金微观组织和摩擦性能的影响

采用非自耗真空电弧熔炼炉制备了不同W含量的FeCoCrNiW_x系高熵合金。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、MFT-EC4000往复型电化学腐蚀摩擦磨损试验仪、显微硬度计以及轮廓测量仪分别对合金的组织结构、形貌、成分分布、显微硬度、摩擦磨损性能进行了测试。结果发现,FeCoCrNiW_x高熵合金均具有简单的面心立方体结构(FCC);随着W含量增加,高熵合金由单一的FCC相转变为FCC相+μ相;当x=0.5时,FeCoCrNiW_0.5硬度(HV)为196.75,体积磨损量最低,合金具有较好的抗塑性变形能力和较好的耐磨性,强化机制为固溶强化和第二相(μ相)强化。     

Si含量对WMoNbCrTi高熵合金微观组织和力学性能的影响

WMoNbCrTi高熵合金是一种极具应用潜力的高温结构材料,添加Si有望提高其综合力学性能。以高能球磨粉末为原料,采用放电等离子烧结技术制备了WMoNbCrTiSi_x(x=0、0.1、0.25和0.5)高熵合金,研究Si含量对其微观组织和力学性能的影响。结果表明：加入Si后高熵合金的组织由BCC固溶体、Laves相和硅化物组成。当x=0.1时,Si主要形成Ti₅Si₃,当x=0.25时,大部分Si与Ti形成Ti₅Si₃,少部分Si与Nb形成Nb₃Si,当x=0.5时,Si主要形成Ti₅Si₃、Nb₃Si和Cr₃Si。当x从0增加到0.5时,WMoNbCrTiSi_x高熵合金的硬度由9.84 GPa增加到13.46 GPa,断裂韧性从6.68 MPa·m^1/2下降到4.72 MPa·m^1/2。WMoNbCrT...     

AlxCoCrCuFeNi多主元高熵合金的微观结构和力学性能

研究了不同Al含量的AlxCoCrCuFeNi多主元高熵合金的微观组织和力学性能.结果表明:微观组织为简单的枝晶和枝晶间组织.当Al含量较低时,合金的晶格结构为单一的FCC相.随着Al含量的增加,原本单一的FCC相逐步转化为FCC相和有序BCC相共同组成的组织.高熵效应以及元素扩散的困难使合金形成了简单的固溶体结构,同时伴随有纳米第二相的析出.与此同时,随着Al含量的增加,合金的硬度HV有了显著的提高,从1530 MPa 提高到7350 MPa,相应地,合金由塑性材料变为中低温脆性材料.     

多主元高熵合金AlTiFeNiCuCrx微观结构和力学性能

研究了不同Cr含量的AlTiFeNiCuCrx多主元高熵合金的微观组织和力学性能特点.结果表明,Cr含量的增加使合金的凝固模式从亚共晶向过共晶凝固转移,铸态组织由先析出枝晶相、菊花状共晶组织和枝晶间相组成.合金仅由简单的体心立方结构和面心立方结构两相组成.Cr含量的增加对合金硬度的提高较小.该合金为低温脆性材料,但在1073 K高温时具有很好的塑性变形能力和较高的强度,当x=1-1.5时,合金具有最优的压缩强度和塑性组合.     

非等原子比AlCoCrFeNi高熵合金组织及力学性能研究

通过改变Co、Cr、Fe、Ni元素含量,研究了铸态非等原子比Al0.5(Co,Cr,Fe,Ni)4高熵合金的组织和力学性能.结果 表明,Cr元素的增加会提高bcc相体积分数,而Fe、Co、Ni元素的增加会提高fcc相的体积分数;对于Co-Fe、Co-Ni、Fe-Ni元素含量较高的Al0.5(Co,Cr,Fe,Ni)4合...     

Effect of Nb Content on Microstructure and Mechanical Properties of Mo0.25V0.25Ti1.5Zr0.5Nbx High-Entropy Alloys

High-entropy alloys (HEAs) have significant application prospects as promising candidate materials for nuclear industry due to their excellent mechanical properties, corrosion resistance and irradiation resistance. In this work, the Mo_0.25V_0.25Ti_1.5Zr_0.5Nb_x(x=0, 0.25, 0.5, 0.75 and 1.0) HEAs were designed and fabricated. The alloys were prepared by vacuum arc melting, and all the ingots were annealed at 1200°C for 24 h. The microstructures, ...     

热处理对Al0.5CoCrFeNiB-0.2高熵合金组织结构及力学性能的影响

采用真空电弧炉制备Al0.5CoCrFeNiB0.2高熵合金,采用X射线衍射仪、金相显微镜、扫描电镜等方法研究铸态合金的组织结构及其热处理的影响,采用显微硬度计和拉伸试验测定合金热处理前后的力学性能。结果表明:Al0.5CoCrFeNiB0.2铸态合金仅由简单的体心立方结构和两个面心立方结构三相组成。合金铸态组织由树枝状初生α1相、粒状α2相和共晶组织(α1相和层片状β相)组成。退火和淬火热处理并未改变Al0.5CoCrFeNiB0.2合金的相结构。但随着热处理温度的提高,初生α1相由共晶组织β相回溶而长大的趋势更加明显。退火和淬火热处理均可强化合金。其中,经800℃×10 h退火后,合金室温抗拉强度由铸态的850.14 MPa提高到1 232 MPa;经1 000℃×10 h淬火后,合金塑性及强度均优于铸态合金,尤其是塑性显著提高。     

放电等离子烧结制备低密度AlTiCrNiCu高熵合金及其组织性能研究

采用机械合金化和放电等离子烧结工艺制备了低密度AlTiCrNiCu高熵合金材料,重点研究了球磨时间对各元素粉末的合金化过程及烧结温度(950 ~ 1050 ℃)对高熵合金组织及力学性能的影响。结果表明：高熵合金粉末为单相BCC结构,随着球磨时间的增加,粉末粒径先变大后变小,其最终平均粒径大约为20 μm。高熵合金块体材料的相结构为BCC1(基体相)+BCC2(富Cr相)+FCC(富Cu相),密度为6.22 ~ 6.30 g/cm_³。烧结温度的升高,有利于高熵合金粉末的冶金结合,促进了高熵合金块材料的致密化。当烧结温度为1050 ℃时,AlTiCrNiCu高熵合金具有良好的综合力学性能,其屈服强度、压缩强度、塑性和显微硬度分别为1410 MPa,2000 MPa,9.13%和524 HV。分析认为高的烧结温度为各元素原子间的充分扩散提供了足够的能量。然而,TEM分析表明,高的烧结温度也促进了弥散的FCC富Cu相在晶界的聚集长大。     

Ni48Co1Mn37In14- x Al x 磁性记忆合金马氏体相变、力学性能和耐腐蚀性能

采用电弧熔炼的材料制备方法,研究了微量的主族元素Al掺杂对Ni₄₈Co₁Mn₃₇In_14-xAl_x (0≤x≤2)磁性形状记忆合金显微组织、晶体结构、马氏体相变、力学性能和耐腐蚀性能的影响。结果表明：用Al替代部分In,合金的晶粒尺寸明显减小,掺杂2at%的Al元素,平均晶粒尺寸缩小到10 μm左右,大约为未掺杂样品的三十五分之一;当Al掺杂量在0.25at%~2at%时,金属Al完全固溶到基体中,而且Al在合金中的固溶度随掺杂量的增加有所提升,当Al掺杂量为2at%时,Al在基体中的固溶度接近2at%;随着Al对In的取代,室温下合金由L2₁立方奥氏体与单斜6M马氏体的两相结构转变为单一的6M调制马氏体相结构,晶胞体积逐渐减小,马氏体相变温度呈现上升趋势;合金抗压强度不断增大,Ni₄₈Co₁Mn₃₇In₁₂Al₂的抗压缩断裂强度与Ni₄₈Co₁Mn₃₇In₁₄相比提高了160%,压缩应变也由5.46%增加到6.36%;适量的Al替代In后,合金在人工海水中的耐腐蚀性能总体呈现不断增强的趋势,Ni₄₈Co₁Mn₃₇In₁₂Al₂合金的耐腐蚀性能明显高于Ni₄₈Co₁Mn₃₇In₁₄合金,且其耐腐蚀性接近于304不锈钢。     

Mo添加对Al19Fe20- x Co20- x Ni41Mo2 x 共晶高熵合金摩擦学性能的影响

研究了Al₁₉Fe_20-xCo_20-xNi₄₁Mo_2x（x=0,1,2,3,4,5）共晶高熵合金（EHEAs）的摩擦学性能。结果表明,添加微量Mo的EHEA可形成面心立方（fcc）+B2共晶组织,而添加相对较高含量Mo的EHEAs可形成fcc+B2+μ树枝状组织。Mo元素有利于提高L1₂相的强度和B2相的延性。然而,随着Mo含量的增加,生成的富Mo μ相降低了EHEAs的强度和塑性。Al₁₉Fe₁₈Co₁₈Ni₄₁Mo₄ EHEA具有高强度和高延展性的最佳组合。增加Mo含量可以提高EHEAs的抗氧化性。随着Mo含量的增加,EHEA在滑动过程中形成了抗氧化性增强的摩擦氧化物层,摩擦系数单调下降。本研究为Al₁₉Fe_20-xCo_20-xNi₄₁Mo_2x EHEAs的摩擦学性能研究提供了指导。     

航空紧固件用Ti45Nb合金丝材的组织和性能

研究了不同变形量和热处理制度对Ti45Nb合金丝材微观组织和力学性能的影响。只有当退火温度高于810℃时,合金丝材才能发生完全再结晶;随着变形量的不断增大,丝材经退火处理后抗拉强度和屈服强度显著增强,而延伸率和断面收缩率有所降低;充氩快速冷却后,丝材的屈服强度较随炉慢速冷却的丝材显著降低,这可能与快冷过程中组织析出α″相有关。采用压缩试验对比了TA1和Ti45Nb合金丝材冷变形能力的差异,并使用加工态Ti45Nb合金丝材镦制了铆钉,研究了退火前后铆钉头部激烈变形区微观组织的差异。