增材制造CoCrMoNbTi與AlCoCuFeNi高熵合金及其組織性能研究
發(fā)布時間:2021-03-23 12:04
高熵合金作為一種新興的多主元合金材料,因其具有獨特的固溶體組織和高硬度、高強度、良好的熱穩(wěn)性和耐腐蝕性等優(yōu)異的綜合性能,已成為國際上金屬材料領(lǐng)域共同關(guān)注的熱點。目前,高熵合金材料及其先進制備技術(shù)的研究還處于初級階段。研究表明,一方面,在開發(fā)高熵合金成分體系過程中,將高熔點金屬元素通過合理的成分設計,能夠開發(fā)出具有優(yōu)異高溫性能的高熵合金,在高溫結(jié)構(gòu)材料領(lǐng)域具有潛在的應用價值;另一方面,現(xiàn)有對高熵合金成形工藝研究中,多以傳統(tǒng)的電弧熔煉技術(shù)為主,然而該方法制備的合金形狀簡單、尺寸較小且易發(fā)生成分偏析,限制了高熵合金復雜結(jié)構(gòu)件的制備及工業(yè)化應用。因此,尋求先進的高熵合金成形技術(shù)至關(guān)重要。增材制造技術(shù)因具有“離散-堆積”的快速成形特點,已成為當前復雜金屬構(gòu)件制備中最具前景的制造方法之一。因此,應用先進的增材制造技術(shù)制備具有良好性能的高熵合金勢在必行。本文從高熵合金成分設計和增材制造技術(shù)應用的角度出發(fā),首先開發(fā)高溫性能優(yōu)異的Co-Cr-Mo-Nb-Ti新型難熔高熵合金體系,研究合金元素與激光熔化沉積成形工藝對難熔高熵合金及其涂層的相結(jié)構(gòu)、顯微組織及其力學性能的影響機制;以批量合成的AlCoCuFe...
【文章來源】:北京科技大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:176 頁
【學位級別】:博士
【部分圖文】:
圖2-1等摩爾合金的混合熵與系統(tǒng)組元數(shù)N的關(guān)系曲線圖??
化合金組織結(jié)構(gòu),此特殊現(xiàn)象稱為高熵效應。高熵效應對高熵合金相組成影??響最重要的特性,研究表明,該效應能夠抑制金屬間化合物的生成,高熵合??金組織多為簡單的FCC、BCC或HCP相的固溶體結(jié)構(gòu)[18-2()]。圖2-3為合金??-5?-??
子的有效擴散速率。Beke等[21]報道發(fā)現(xiàn)Fe和Ni元素在CoCrFeNiMn高熵合??金中擴散系數(shù)明顯小于在奧氏體Fel5Cr20Ni合金和傳統(tǒng)的Fe/Ni純金屬中的??擴散系數(shù)如圖2-4所示,證實了多主元高熵合金的緩慢擴散效應。緩慢擴散??效應對合金組織性能有著重要的影響,如抑制新相形核和晶粒長大,導致納??米相和非晶相的析出,增加合金在高溫形變時的蠕變抗力并提高材料的熱穩(wěn)??定性等。比如Kottada等M研宄了?CoCrFeNi納米晶高熵合金在燒結(jié)狀態(tài)和退??火狀態(tài)的晶粒生長變化情況,發(fā)現(xiàn)該合金由于細小的納米氧化物彌散,相界??的阻礙作用以及合金中多組元的緩慢擴散效應,導致晶粒生長非常緩慢。??-6?-??
【參考文獻】:
期刊論文
[1]NbMoTaW高熵合金涂層的制備與表征[J]. 漆陪部,梁秀兵,仝永剛,陳永雄,張志彬. 應用激光. 2018(03)
[2]熱處理對電子束選區(qū)熔化制備的Ti-6Al-4V合金組織與力學性能的影響[J]. 張勝雷,陳卓,曲壽江,馮艾寒,陸煦,沈軍,陳道倫. 熱加工工藝. 2018(10)
[3]激光熔覆沉積成形NbMoTaTi難熔高熵合金的組織與強度研究[J]. 李青宇,李滌塵,張航,張安峰,梁景怡,王興理想,閆浩祺. 航空制造技術(shù). 2018(10)
[4]Effect of lattice distortion on solid solution strengthening of BCC high-entropy alloys[J]. Zhipeng Wang,Qihong Fang,Jia Li,Bin Liu,Yong Liu. Journal of Materials Science & Technology. 2018(02)
[5]316L不銹鋼與CaSiO3復合材料選擇性激光熔化制備工藝[J]. 馬錚杰,任燦,嚴彪,王聯(lián)鳳,程靈鈺. 有色金屬材料與工程. 2018(01)
[6]A light-weight high-entropy alloy Al20Be20Fe10Si15Ti35[J]. TSENG KoKai,YANG YaChu,JUAN ChienChang,CHIN TsungShune,TSAI CheWei,YEH JienWei. Science China(Technological Sciences). 2018(02)
[7]激光熔化沉積工藝對Nb-16Si二元合金顯微組織的影響[J]. 劉偉,熊華平,李能,陳波. 材料工程. 2018(02)
[8]熱處理對激光增材制造Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Mo-4Cr鈦合金顯微組織和力學性能的影響(英文)[J]. 朱言言,陳博,湯海波,程序,王華明,李佳. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2018(01)
[9]激光熔覆高熔點AlCrFeMoNbxTiW高熵合金涂層組織及耐磨性能[J]. 郭亞雄,劉其斌,周芳. 稀有金屬. 2017(12)
[10]難熔高熵合金的研究進展及應用[J]. 李春玲,馬躍,郝家苗,閆宇,王清. 精密成形工程. 2017(06)
博士論文
[1]激光熔化沉積成形Al2O3陶瓷開裂機理及抑制方法[D]. 牛方勇.大連理工大學 2017
[2]Mo-Nb-Hf-Zr-Ti難熔高熵合金組織與力學性能[D]. 郭娜娜.哈爾濱工業(yè)大學 2016
碩士論文
[1]選區(qū)激光熔化TC4合金的凝固組織演化規(guī)律研究[D]. 張慧.哈爾濱工業(yè)大學 2017
[2]難熔高熵合金的制備及其組織性能研究[D]. 劉學峰.北京理工大學 2015
[3]電子束選區(qū)熔化數(shù)字式掃描控制系統(tǒng)研究[D]. 張靖.清華大學 2011
本文編號:3095757
【文章來源】:北京科技大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:176 頁
【學位級別】:博士
【部分圖文】:
圖2-1等摩爾合金的混合熵與系統(tǒng)組元數(shù)N的關(guān)系曲線圖??
化合金組織結(jié)構(gòu),此特殊現(xiàn)象稱為高熵效應。高熵效應對高熵合金相組成影??響最重要的特性,研究表明,該效應能夠抑制金屬間化合物的生成,高熵合??金組織多為簡單的FCC、BCC或HCP相的固溶體結(jié)構(gòu)[18-2()]。圖2-3為合金??-5?-??
子的有效擴散速率。Beke等[21]報道發(fā)現(xiàn)Fe和Ni元素在CoCrFeNiMn高熵合??金中擴散系數(shù)明顯小于在奧氏體Fel5Cr20Ni合金和傳統(tǒng)的Fe/Ni純金屬中的??擴散系數(shù)如圖2-4所示,證實了多主元高熵合金的緩慢擴散效應。緩慢擴散??效應對合金組織性能有著重要的影響,如抑制新相形核和晶粒長大,導致納??米相和非晶相的析出,增加合金在高溫形變時的蠕變抗力并提高材料的熱穩(wěn)??定性等。比如Kottada等M研宄了?CoCrFeNi納米晶高熵合金在燒結(jié)狀態(tài)和退??火狀態(tài)的晶粒生長變化情況,發(fā)現(xiàn)該合金由于細小的納米氧化物彌散,相界??的阻礙作用以及合金中多組元的緩慢擴散效應,導致晶粒生長非常緩慢。??-6?-??
【參考文獻】:
期刊論文
[1]NbMoTaW高熵合金涂層的制備與表征[J]. 漆陪部,梁秀兵,仝永剛,陳永雄,張志彬. 應用激光. 2018(03)
[2]熱處理對電子束選區(qū)熔化制備的Ti-6Al-4V合金組織與力學性能的影響[J]. 張勝雷,陳卓,曲壽江,馮艾寒,陸煦,沈軍,陳道倫. 熱加工工藝. 2018(10)
[3]激光熔覆沉積成形NbMoTaTi難熔高熵合金的組織與強度研究[J]. 李青宇,李滌塵,張航,張安峰,梁景怡,王興理想,閆浩祺. 航空制造技術(shù). 2018(10)
[4]Effect of lattice distortion on solid solution strengthening of BCC high-entropy alloys[J]. Zhipeng Wang,Qihong Fang,Jia Li,Bin Liu,Yong Liu. Journal of Materials Science & Technology. 2018(02)
[5]316L不銹鋼與CaSiO3復合材料選擇性激光熔化制備工藝[J]. 馬錚杰,任燦,嚴彪,王聯(lián)鳳,程靈鈺. 有色金屬材料與工程. 2018(01)
[6]A light-weight high-entropy alloy Al20Be20Fe10Si15Ti35[J]. TSENG KoKai,YANG YaChu,JUAN ChienChang,CHIN TsungShune,TSAI CheWei,YEH JienWei. Science China(Technological Sciences). 2018(02)
[7]激光熔化沉積工藝對Nb-16Si二元合金顯微組織的影響[J]. 劉偉,熊華平,李能,陳波. 材料工程. 2018(02)
[8]熱處理對激光增材制造Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Mo-4Cr鈦合金顯微組織和力學性能的影響(英文)[J]. 朱言言,陳博,湯海波,程序,王華明,李佳. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2018(01)
[9]激光熔覆高熔點AlCrFeMoNbxTiW高熵合金涂層組織及耐磨性能[J]. 郭亞雄,劉其斌,周芳. 稀有金屬. 2017(12)
[10]難熔高熵合金的研究進展及應用[J]. 李春玲,馬躍,郝家苗,閆宇,王清. 精密成形工程. 2017(06)
博士論文
[1]激光熔化沉積成形Al2O3陶瓷開裂機理及抑制方法[D]. 牛方勇.大連理工大學 2017
[2]Mo-Nb-Hf-Zr-Ti難熔高熵合金組織與力學性能[D]. 郭娜娜.哈爾濱工業(yè)大學 2016
碩士論文
[1]選區(qū)激光熔化TC4合金的凝固組織演化規(guī)律研究[D]. 張慧.哈爾濱工業(yè)大學 2017
[2]難熔高熵合金的制備及其組織性能研究[D]. 劉學峰.北京理工大學 2015
[3]電子束選區(qū)熔化數(shù)字式掃描控制系統(tǒng)研究[D]. 張靖.清華大學 2011
本文編號:3095757
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