本文關(guān)鍵詞：鋁和錳元素對(duì)CoCrFeNiTi系高熵合金組織與性能的影響，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：多主元高熵合金突破了傳統(tǒng)以一種或兩種主元為主的合金設(shè)計(jì)模式,由五種及五種以上等摩爾比或者近似等摩爾比的元素組成。根據(jù)合金固溶原理,增多的合金主元數(shù)增大了體系的混合熵,較大的體系混合熵可以抑制金屬間化合物的生成,進(jìn)而合金傾向于形成穩(wěn)定的金屬固溶體。因而,自高熵合金概念提出以來(lái),便得到世界范圍內(nèi)金屬領(lǐng)域的廣泛關(guān)注。目前,高熵合金還處于起步階段,尚未廣泛應(yīng)用于各工業(yè)領(lǐng)域。已有的研究表明,通過(guò)合理的合金成分優(yōu)化設(shè)計(jì),高熵合金可以獲得高的硬度、強(qiáng)度、耐磨性、耐蝕性、高溫氧化性等優(yōu)良力學(xué)及物理、化學(xué)性能。本論文基于Co、Cr、Fe、Ni系高熵合金,通過(guò)添加Al、Ti、Mn、C四種元素,研究其對(duì)高熵合金微觀組織及力學(xué)性能的影響,以對(duì)高熵合金成分進(jìn)行優(yōu)化。通過(guò)采用氬氣氛圍下真空電弧熔煉制備AlxCo1.5CrFeN1.5Tiy系列合金和真空中頻感應(yīng)熔煉加電磁攪拌制備出AlxC0.1CoCrFeNiTi0.5Mny系列合金。并采用X射線衍射分析(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、能譜分析(EDS)、室溫力學(xué)壓縮實(shí)驗(yàn)、室溫力學(xué)拉伸實(shí)驗(yàn)及維氏顯微硬度測(cè)試等分析技術(shù)對(duì)上述兩種系列合金進(jìn)行了微觀組織和力學(xué)性能的表征。研究表明：AlxCo1.5CrFeNi1.5Tiy (x=0,0.2;y=0.5,1.0)四種高熵合金都保持了FCC的晶體結(jié)構(gòu)。其中,A00Ti05、A02Ti05兩種合金均顯示出了明顯的兩相結(jié)構(gòu),A00Ti10、A02Ti10兩種高熵合金則顯示出了典型的枝晶和枝晶間結(jié)構(gòu)。四種合金晶間析出相為具有HCP晶體結(jié)構(gòu)的超硬η-(Co+Ni)3Ti相。隨著合金中Al、Ti元素含量的增加,AlxCo1.5CrFeNi1.5Tiy(x=0,0.2；y=0.5,1.0)合金的顯微硬度明顯增加,其中,A02Ti10合金顯微硬度值最高,達(dá)到671.6HV。A00Ti05、A02Ti05兩種高熵合金顯示出極佳的塑性。其中,A02Ti05合金體現(xiàn)出了最佳的綜合壓縮性能,其最大形變量為43.5%,斷裂強(qiáng)度則達(dá)到2740MPA。AlxC0.1CoCrFeNiTio.5Mny(x=0,0.2;y=0,0.2)高熵合金保持了FCC面心立方晶體結(jié)構(gòu)。多邊形結(jié)構(gòu)的納米量級(jí)的CTi顆粒均勻地分散在四種合金的晶界處。AOM0、AOM2兩種高熵合金枝晶間隙由Ni、Ti元素富集相和Ti、Co富集相組成。A2M0合金枝晶間隙呈現(xiàn)富Fe、Cr相基體和高Al相鑲嵌η-(Co+Ni)3Ti相的針狀交錯(cuò)組織。而A2M2合金的枝晶間隙顯示出了兩種形態(tài),一種是富Fe、Cr相基體和針狀交錯(cuò)組織,另一種為富Fe、Cr相基體和調(diào)幅分解組織。另外,Mn元素的加入使得彈性模量呈現(xiàn)較大幅度的提高,AOM2、A2M2合金的彈性模量分別達(dá)到6.9 GPA、6.4 GPA。Al元素的添加使得合金的硬度略微升高, A2M0、A2M2合金的顯微硬度分別達(dá)到543.2HV、532.3HV。然而,Al元素的添加也會(huì)造成合金的形變能力下降,使得合金的斷裂強(qiáng)度、彈性模量均有所降低。四種合金中AOM0、AOM2合金形變能力較好,兩種合金的斷裂強(qiáng)度分別達(dá)到638.3MPA、608.3 MPA,最大拉伸應(yīng)變達(dá)到11.8%、12.9%。
【關(guān)鍵詞】：高熵合金 合金元素 晶體結(jié)構(gòu) 顯微組織 機(jī)械性能
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG139
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-17
• 1.1 引言10-11
• 1.2 高熵合金定義11-13
• 1.3 高熵合金結(jié)構(gòu)與性能13-15
• 1.3.1 高熵合金結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及四大效應(yīng)13-14
• 1.3.2 高熵合金的性能特點(diǎn)14-15
• 1.4 高熵合金研究現(xiàn)狀15-16
• 1.5 高熵合金應(yīng)用前景16
• 1.6 本論文研究?jī)?nèi)容16-17
• 2 實(shí)驗(yàn)方法17-25
• 2.1 引言17-18
• 2.2 合金成分的選擇18-20
• 2.3 高熵合金的制備20-23
• 2.3.1 真空電弧熔煉20-21
• 2.3.2 真空中頻感應(yīng)熔煉21-23
• 2.4 高熵合金的檢測(cè)分析23-25
• 2.4.1 金相分析23
• 2.4.2 X射線衍射分析23
• 2.4.3 掃描電鏡和能譜分析23
• 2.4.4 硬度測(cè)試23-24
• 2.4.5 拉伸測(cè)試和壓縮測(cè)試24-25
• 3 Al_xCo_(1.5)CrFeNi_(1.5)Ti_y高熵合金顯微組織及力學(xué)性能25-39
• 3.1 引言25
• 3.2 Al_xCo_(1.5)CrFeNi_(1.5)Ti_y高熵合金的晶體結(jié)構(gòu)25-26
• 3.3 Al_xCo_(1.5)CrFeNi_(1.5)Ti_y高熵合金組織形貌26-30
• 3.4 Al_xCo_(1.5)CrFeNi_(1.5)Ti_y高熵合金的維氏硬度30-32
• 3.5 Al_xCo_(1.5)CrFeNi_(1.5)Ti_y高熵合金的壓縮性能32-35
• 3.6 Al_xCo_(1.5)CrFeNi_(1.5)Ti_y高熵合金的斷口形貌35-37
• 3.7 本章小結(jié)37-39
• 4 Al_xC_(0.1)CoCrFeNiTi_(0.5)Mn_y高熵合金微觀組織和力學(xué)性能39-53
• 4.1 引言39
• 4.2 Al_xC_(0.1)CoCrFeNiTi_(0.5)Mn_y高熵合金的晶體結(jié)構(gòu)39-40
• 4.3 Al_xC_(0.1)CoCrFeNiTi_(0.5)Mn_y高熵合金微觀形貌40-47
• 4.4 Al_xC_(0.1)CoCrFeNiTi_(0.5)Mn_y高熵合金維氏硬度47-48
• 4.5 Al_xC_(0.1)CoCrFeNiTi_(0.5)Mn_y高熵合金拉伸性能48-51
• 4.6 本章小結(jié)51-53
• 結(jié)論53-55
• 參考文獻(xiàn)55-60
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況60-61
• 致謝61-63

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