【摘要】：高熵合金作為一種全新的金屬材料設計理念,自問世以來得到了研究人員的廣泛關注。由于具有多種主要組成元素,高熵合金通常呈現(xiàn)出由混合熵放大效應所導致的以簡單無序固溶體為主的微觀結構,還可能具有點陣畸變、擴散延遲性等特殊性質,并且在元素成分、微觀結構以及材料性能三個維度上都具有很大的可能性空間。近年來,研究人員發(fā)現(xiàn)FCC結構的3d過渡金屬高熵合金在一個很寬的溫度范圍內(nèi)都呈現(xiàn)出優(yōu)異的韌性和塑性,從而在結構材料的應用領域內(nèi)具有很大的發(fā)展?jié)摿?但是其強度相比傳統(tǒng)金屬材料尚不具備優(yōu)勢,需要進行針對性的優(yōu)化和探索。本文設計并制備了一種全新的高熵合金Al_(0.2)CrFeCoNi_2Cu_(0.2),并利用機械熱處理得到了單相FCC結構以及FCC基體+彌散納米級L1_2-(Ni,Cu)_3Al析出相結構的不同合金樣品,并對其在室溫和低溫下的拉伸性能以及塑性變形機制進行了表征和分析。本文發(fā)現(xiàn),彌散納米共格析出相可以對合金產(chǎn)生出色的強化效果。通過位錯切過機制,析出相可以促進合金形成以位錯面滑移為主的塑性變形機制,同時造成平行位錯滑移帶的不斷形成和動態(tài)細化,使得合金的屈服強度和加工硬化能力同時得到大幅提高。另外本文發(fā)現(xiàn),當溫度從室溫降到低溫時,由于層錯能降低,單相FCC固溶體結構的合金樣品在拉伸過程中形成了大量的納米形變孿晶,導致其加工硬化能力和抗斷裂能力得到了大幅提高。而具有FCC基體+彌散共格析出相結構的合金樣品在低溫下的形變機制仍舊以位錯的面滑移為主,這主要是由于其基體中的Al元素被富集到析出相中導致基體的點陣畸變降低而層錯能提高,從而抑制了形變孿晶的出現(xiàn)。
【學位授予單位】：上海交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TG139
【圖文】：

第二章 材料制備與表征方法料制備方法本文的研究對象是成分為 Al0.2CrFeCoNi2Cu0.2（原子比例）的高熵合金合金）。合金樣品的制備方法如下： 原材料處理將純度不低于 99.98%的 Al、Cr、Fe、Co、Ni、Cu 六種元素的單質純?nèi)霟o水乙醇中進行超聲波震蕩清洗，去除顆粒表面的殘留雜質，然后照合金成分的名義原子比例計算得到的質量比例，在精度為 0.001 g 上精確稱取每種原材料（誤差控制在 0.5 %以內(nèi)），然后置于密封袋中。 真空電弧熔煉

上海交通大學碩士學位論文銅坩堝底部，熔點較高的則放置于頂部，這樣可以避和揮發(fā)。合金的熔體依靠自身重力進入 10 cm ×2 cm到重量約為 150 g 的鑄錠（如圖 2-1 所示）。為了保證需將合金反復熔煉五次以上。理錠內(nèi)部的枝晶結構，保證元素分布和微觀結構的均勻放置于真空管式爐內(nèi)，在高純氬氣保護氣氛中，加熱行均勻化處理。工刨床對均勻化后的鑄錠進行機加工，去除其表面的氧）并使其表面平整，再用線切割將鑄錠加工成厚度為

以上進行均勻化處理。械冷加工用機械刨床對均勻化后的鑄錠進行機加工，去除其表面的氧化層（時形成）并使其表面平整，再用線切割將鑄錠加工成厚度為 10 mm料。圖 2-2 鑄錠冷軋后得到的薄板Fig.2-2 The photograph of alloy sheet obtained by cold rolling

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