【摘要】：高熵合金是由五種或五種以上元素按等摩爾比或近等摩爾比的形式組成的一種新型合金。多主元特性使得高熵合金具有優(yōu)于傳統(tǒng)合金的性能。由于元素間的相互作用,元素含量及種類(lèi)的變化對(duì)合金的組織和性能都有較大的影響。通過(guò)研究元素對(duì)合金組織及性能產(chǎn)生的影響,獲得性能優(yōu)異的高熵合金,對(duì)以后的科學(xué)研究具有很好的理論指導(dǎo)和借鑒意義。本文采用傳統(tǒng)的真空電弧熔煉技術(shù)制備了AlFeCoNiCx、(Fe40Mn40Co10Cr10)100-xCx和(Fe40Mn40Co10Ni10)100-xCx、(Fe50Mn30Co10Cr10)100-xCx三種不同晶體結(jié)構(gòu)高熵合金系列,采用X射線衍射儀(XRD)、光學(xué)金相顯微鏡(OM)、掃描電子顯微鏡(SEM)及能譜儀(EDS)等分析測(cè)試方法,分別研究了合金元素碳對(duì)不同晶體結(jié)構(gòu)高熵合金的組織和力學(xué)性能的影響。取得主要研究結(jié)果有:(1)將碳元素加入AlFeCoNi多元合金中,合金由單一體心立方(BCC)相轉(zhuǎn)變?yōu)锽CC+面心立方(FCC)兩相。碳含量增加到一定程度時(shí),有片狀石墨在FCC相中析出。合金的強(qiáng)度和塑性隨碳含量的增加而提高,抗壓強(qiáng)度由1291MPa最大提高到了2875MPa,塑性由5%最多增加到了27%。合金由解理斷裂轉(zhuǎn)變?yōu)闇?zhǔn)解理斷裂。(2)碳元素的加入沒(méi)有改變Fe40Mn40Co10Cr10和Fe40Mn40Co10Ni10兩種合金的晶體結(jié)構(gòu),但增大了合金的晶格常數(shù)。在(Fe40Mn40Co10Cr10)100-xCx系合金中,合金的強(qiáng)度隨碳含量的增加而提高,塑性降低;當(dāng)碳含量增加到一定程度時(shí),合金中有少量Cr7C3化合物產(chǎn)生。在(Fe40Mn40Co10Ni10)100-xCx系合金中,碳能顯著改善合金的強(qiáng)度和塑性。(3)Fe50Mn30Co10Cr10高熵合金為FCC+密排六方(HCP)兩相高熵合金。碳的加入促進(jìn)了HCP相轉(zhuǎn)變?yōu)镕CC相,隨碳含量的增加HCP相的體積分?jǐn)?shù)減小,FCC相體積分?jǐn)?shù)增加。碳元素的加入使合金的衍射峰向右偏移,晶格常數(shù)減小。該體系合金的硬度隨碳含量的增加而降低,但抗壓強(qiáng)度隨碳含量的增加而提高。
[Abstract]:High entropy alloy is a new alloy composed of five or more elements in the form of equal molar ratio or near equal molar ratio. The properties of high entropy alloys are superior to those of traditional alloys due to their multi-principal component properties. Because of the interaction between elements, the change of element content and type has a great influence on the microstructure and properties of the alloy. By studying the effect of elements on the microstructure and properties of the alloy, a high-entropy alloy with excellent properties is obtained, which has a good theoretical guidance and reference significance for future scientific research. In this paper, AlFeCoNiCx, (Fe40Mn40Co10Cr10) 100-xCx and (Fe40Mn40Co10Ni10) 100-xCx, (Fe50Mn30Co10Cr10) 100-xCx series of high entropy alloys with different crystal structures have been prepared by traditional vacuum arc melting technique. The methods of analysis and measurement are (XRD), optical microscope, (OM), scanning electron microscope, (SEM) and (EDS). The effects of alloying elemental carbon on the microstructure and mechanical properties of high entropy alloys with different crystal structures were studied. The main results are as follows: (1) when the carbon element is added to the AlFeCoNi multicomponent alloy, the alloy changes from a single body-centered cubic (BCC) phase to a BCC face-centered (FCC) two-phase. When carbon content increased to a certain extent, flake graphite precipitated in FCC phase. The strength and plasticity of the alloy increase with the increase of carbon content. The compressive strength of the alloy increases from 1291MPa to 2875 MPa, and the plasticity increases from 5% to 2775 MPA. (2) the addition of carbon element does not change the crystal structure of Fe40Mn40Co10Cr10 and Fe40Mn40Co10Ni10 alloys, but increases the lattice constant of the alloy. In the (Fe40Mn40Co10Cr10) 100-xCx alloy, the strength of the alloy increases with the increase of carbon content, and the plasticity decreases, and a small amount of Cr7C3 compounds are produced when the carbon content is increased to a certain extent. In (Fe40Mn40Co10Ni10) 100-xCx system, carbon can significantly improve the strength and plasticity of the alloy. (3) Fe50Mn30Co10Cr10 high entropy alloy is a FCC dense hexagonal (HCP) two-phase high-entropy alloy. The addition of carbon promoted the transformation of HCP phase into FCC phase, and the volume fraction of HCP phase decreased with the increase of carbon content. With the addition of carbon element, the diffraction peak of the alloy shifts to the right and the lattice constant decreases. The hardness of the alloy decreases with the increase of carbon content, but the compressive strength increases with the increase of carbon content.
【學(xué)位授予單位】：西安工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TG139

【參考文獻(xiàn)】

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1 饒湖常;戴品強(qiáng);陳鼎寧;王乾廷;;碳含量對(duì)FeCoCrNiMnC_x高熵合金顯微組織與性能的影響[J];機(jī)械工程材料;2016年08期

2 劉亮;張?jiān)?趙作福;王冰;齊錦剛;商劍;;Al_xCoCuFeNi高熵合金的組織結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能[J];特種鑄造及有色合金;2016年06期

3 陳秋實(shí);盧一平;董勇;王同敏;李廷舉;;微量硼元素的添加對(duì)AlCoCrFeNi多主元合金顯微組織和性能的影響（英文）[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2015年09期

4 魏婷;陳建;王兆強(qiáng);嚴(yán)文;;AlFeCrCoNi高熵合金的機(jī)械合金化法制備及退火行為研究[J];西安工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2015年02期

5 王智慧;秦曉婷;賀定勇;崔麗;蔣建敏;周正;;等離子熔覆CoCrFeMnNiC_x高熵合金的組織結(jié)構(gòu)[J];中國(guó)表面工程;2014年04期

6 王春偉;唐健江;歐子義;蘇廣才;歐德群;夏薇;;AlCoCrCuFeNi_x高熵合金的壓縮性能及斷口分析[J];特種鑄造及有色合金;2011年03期

7 ;Effect of component substitution on the microstructure and mechanical properties of MCoCrFeNiTi_x (M = Cu, Al) solid-solution alloys[J];Rare Metals;2008年06期

8 高家誠(chéng);李銳;;高熵合金研究的新進(jìn)展[J];功能材料;2008年07期

9 李安敏;張喜燕;;AlCrCuFeNi高熵合金的組織與硬度研究[J];廣西大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2008年02期

10 陳敏;劉源;李言祥;陳祥;;多主元高熵合金AlTiFeNiCuCr_x微觀結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能[J];金屬學(xué)報(bào);2007年10期

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2 雷文斌;合金元素對(duì)高熵合金組織與性能的影響[D];東北大學(xué);2014年

3 尚建路;Alx(Co)CrFeNi多主元合金組織結(jié)構(gòu)及高溫變形行為研究[D];大連理工大學(xué);2014年

4 王銳;AlxCoCrFeNi合金力學(xué)性能的測(cè)試與分析[D];大連理工大學(xué);2014年

5 莫灼強(qiáng);CrNiFeCoCuTi_xAl_(1-x)及CrNiFeCoCuTi_y高熵合金的組織與性能[D];廣西大學(xué);2012年

6 杜艷艷;多主元合金的微結(jié)構(gòu)及性能研究[D];大連理工大學(xué);2011年

7 李亞峰;多組元高熵合金的制備與性能[D];武漢科技大學(xué);2009年

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本文編號(hào)：2155600