在航空航天及一些相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)對具有優(yōu)異高溫強度和低密度的金屬合金有著極大的需求,但常見的Ni基高溫合金在較高溫度下目前已接近其使用極限,因此需要發(fā)展更多耐高溫的新型金屬材料來滿足相關(guān)應(yīng)用。傳統(tǒng)的合金主要是基于一種或兩種主要元素,而高熵合金作為近年來引起極大關(guān)注的一類材料,打破了傳統(tǒng)合金設(shè)計思路。高熵合金理念指的是三種及以上金屬元素按等原子比或近等原子比設(shè)計材料的新方法,利用這種策略已經(jīng)研制出了大量具有獨特性能的新型合金。因此,將高熵合金策略運用到高溫合金的設(shè)計與制備過程中,對于開發(fā)新型高溫合金能夠做出有益的嘗試。高溫穩(wěn)定性對于合金在高溫下能否長期服役具有非常重要的意義。同時,一些已經(jīng)開發(fā)出來的難熔高熵合金具有較高的熔點,但往往室溫塑性較差。因此本研究首先選擇具有較好室溫塑性的難熔高熵合金Hf_0.5Nb_0.5Ta_0.5Ti_1.5Zr,采用吸鑄、均勻化、冷軋和再結(jié)晶等工藝制得其初始狀態(tài),然后在500-900℃對合金進行長達14天的退火以探究其熱穩(wěn)定性。結(jié)果發(fā)現(xiàn),合金在800℃以上保持初始單相BCC結(jié)構(gòu);在... 

【文章來源】：華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

壓縮試樣取樣示意圖

而 Hf 似乎是均勻分布的。為了量化枝晶與枝晶間區(qū)域內(nèi)元素偏析的程度，還做了一條 EDX 線掃描。在圖3.2a 中用插入的帶箭頭的線段來表示 EDX 掃描線，掃描結(jié)果附在其右下方�？偟膩碚f，針對該合金分析了 25 個點，同時確保點與點之間的距離間隔大于 1 μm。結(jié)果與元素分布圖一致，合金中的枝晶臂富含 Ta（~17 at.%）和 Nb（~17 at.%），缺少 Zr（~22 at.%）和 Ti（~31at.%），枝晶間的區(qū)域恰好相反。Hf 元素的濃度幾乎與名義濃度相等，這與其元素分布圖一致。所觀察到的成分少量偏析表明這種合金是非均勻凝固的，這是由于合金元素的分布在固相生長階段受到了動力學(xué)的限制[45]。此外，元素偏析程度通常取決于液相-固相溫度范圍

圖 3.2 鑄態(tài) Hf0.5Nb0.5Ta0.5Ti1.5Zr 合金的微觀組織 SEM BSE 圖和 EDX 元素分布圖 3.3 是材料冷軋之后經(jīng)過 1000℃下 3 h 再結(jié)晶的典型背散射掃描圖。在這個和其它所有狀態(tài)的材料中都存在少量空洞，這似乎是鑄件孔隙度或者是拋光過程中顆粒掉落所留下的孔，這種現(xiàn)象以前在其它合金中也發(fā)現(xiàn)過[71, 82]。除了這些夾雜物之外，在合金組成元素的范圍內(nèi)沒有發(fā)現(xiàn)任何金屬間化合物顆粒。其微觀組織是由平均晶粒尺寸~280 μm 的等軸晶粒組成。EDX 圖（圖 3.3 插入的是典型的 Zr 元素分布圖）表明合金的成分元素是均勻分布的，同時在這些圖片的長度尺度內(nèi)并沒有觀察到元素偏析或者是聚集。以 Zr 元素舉例，在鑄態(tài)合金里面它是偏析于枝晶之間的，但是在再結(jié)晶狀態(tài)下確實均勻分布的。EDX 線掃描結(jié)果同樣表明合金中沒有成分波動。結(jié)合XRD 圖譜可以認為，初試態(tài)材料是具有等軸晶且成分均勻分布的單相 BCC 固溶體。


本文編號：2950768