本文關(guān)鍵詞： CrMnFeCoNiZrx高熵合金 相形成 熱加工圖 本構(gòu)模型 有限元模擬　出處：《西南交通大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：高熵合金概念的提出突破了傳統(tǒng)合金基于一種或兩種主元的設(shè)計理念,這種合金通常包含五種或五種以上的主元,且每種主元的摩爾百分?jǐn)?shù)不會超過35%且不會低于5%。高熵合金的提出,為材料的設(shè)計和研發(fā)打開了一扇新的窗戶。高熵合金經(jīng)過合理的成分選擇,能夠同時具備耐腐蝕、高強(qiáng)度以及耐高溫氧化等多種優(yōu)異的性能。本文通過對CrMnFeCoNi高熵合金的研究發(fā)現(xiàn),其HV硬度僅有157.62,高溫(950～1100℃)不同應(yīng)變速率(0.001～0.1s~(-1))條件下壓縮,最大抗壓縮強(qiáng)度不超過300MPa。為了改善其高溫性能,在CrMnFeCoNi高熵合金中加入相對原子半徑較大,電負(fù)性相對較負(fù)的Zr元素,形成結(jié)構(gòu)簡單的金屬間化合物相,使其均勻分布于CrMnFeCoNi高熵合金形成的單一結(jié)構(gòu)的FCC固溶體中。結(jié)果發(fā)現(xiàn),CrMnFeCoNiZrx(x=0,0.5,1,2)高熵合金最高HV硬度為794.23,提高了 403.89%;高溫(950～1100℃)不同應(yīng)變速率(0.001～0.1s~(-1))抗壓縮強(qiáng)度最高為690MPa,提高了 130%。研究了不同Zr含量的CrMnFeCoNiZrx(x=0,0.5,1,2)高熵合金的相形成規(guī)律,結(jié)果發(fā)現(xiàn)x=0時,相組成為單一結(jié)構(gòu)的FCC固溶體相;x=0.5時,相組成為FCC固溶體相與FCC的ZrCo_2.9化合物相;x=1.0與2.0時,相組成均為FCC固溶體相與結(jié)構(gòu)為P63的化合物相。根據(jù)動態(tài)材料模型(DMM)理論,建立了 CrMnFeCoNiZrx(x=0,0.5)高熵合金從真應(yīng)變0.3到0.6所對應(yīng)的熱加工圖。CrMnFeCoNi高熵合金在當(dāng)前實驗條件(950～1100℃,0.001～0.1s~(-1))下,沒有出現(xiàn)熱加工失穩(wěn)區(qū),但最適合熱加工的區(qū)域范圍比較小,僅為應(yīng)變率10-1.3～10-1.0所對應(yīng)的溫度1050～1070℃。CrMnFeCoNiZr_0.5高熵合金在當(dāng)前實驗條件下最優(yōu)熱加工參數(shù)范圍為溫度1020～1090℃對應(yīng)于應(yīng)變率10-3～10-2.3。根據(jù)不同溫度與應(yīng)變率下的Gleeble等溫?zé)釅嚎s曲線,在Arrhenius雙曲正弦模型的基礎(chǔ)上,建立了 CrMnFeCoNiZrx(x=0,0.5)高熵合金本構(gòu)模型,相關(guān)系數(shù)R分別為0.99908和0.99927,平均絕對相對誤差A(yù)ARE分別為2.9945%和2.8817%。結(jié)合建立的CrMnFeCoNiZr0.5高熵合金本構(gòu)方程與熱加工圖,對最適合熱加工的工藝參數(shù)進(jìn)行渦輪盤熱成型有限元數(shù)值模擬,得出渦輪盤熱成型過程中最適合熱加工的變形速率為0.002s-1,對應(yīng)的溫度為1080℃。
[Abstract]:The concept of high-entropy alloys breaks through the traditional design concept of one or two principal components, which usually contain five or more principal components. And the mole percentage of each principal component is no more than 35% and no less than 5. The high entropy alloy has opened a new window for the design and development of materials. It has many excellent properties, such as corrosion resistance, high strength and high temperature oxidation resistance. In this paper, it is found that the hardness of CrMnFeCoNi alloy is only 157.62. The maximum compressive strength is not more than 300MPa under the conditions of high temperature (950 ~ 1100 鈩，

本文編號：1461017