本文關(guān)鍵詞：AlCoCrCuFeMoNi系多元高熵合金的微結(jié)構(gòu)與性能相關(guān)性研究

  更多相關(guān)文章： 高熵合金 微組織 相結(jié)構(gòu) 硬度 壓縮性能

【摘要】：本文根據(jù)多主元高熵合金的成分設(shè)計(jì)準(zhǔn)則,設(shè)計(jì)了CoCrFeMoNi,CoCrCu0.1FeMoNi,AlCoCrCu0.1FeMoNi三種多主元合金體系,采用真空電弧爐熔煉合金鑄錠,并借助掃描電子顯微鏡對合金的微結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察,采用能譜進(jìn)行了微區(qū)成分分析,借助X射線衍射儀對合金的相結(jié)構(gòu)進(jìn)行了測定,并對合金的硬度和壓縮性能進(jìn)行了測試。研究發(fā)現(xiàn)CoCrFeMoNi和CoCrCu0.1FeMoNi多主元合金體系由FCC和BCC以及拓?fù)涿芘畔嘟M成,且隨著Mo含量的降低,合金的相結(jié)構(gòu)趨于簡單,當(dāng)Mo的摩爾比降至0.3時(shí),合金為單相FCC相結(jié)構(gòu)。對合金進(jìn)行硬度測試結(jié)果可知,合金的硬度均呈現(xiàn)下降的趨勢。CoCr1.5FeMo0.5Ni和Co1.5CrCu0.1FeMo0.5Ni合金獲得了最佳的強(qiáng)度與塑性的配合,其抗壓強(qiáng)度分別為1980MPa和2850MPa,塑性應(yīng)變值分別為56%和62%。AlXCoCrCu_(0.1)FeMo_(1-X)Ni合金的凝固組織經(jīng)歷了由樹枝晶和枝晶間共晶組織轉(zhuǎn)變?yōu)楣簿ЫM織,再到樹枝晶和枝晶間共晶組織的過程,直至x=1.0時(shí),AlCoCrCu0.1FeNi合金開始出現(xiàn)花瓣?duì)罱M織。AlXCoCrCu0.1FeMo1-XNi合金主要由FCC和BCC以及拓?fù)涿芘畔郘aves和σ相組成。當(dāng)x=0.2時(shí),合金內(nèi)開始出現(xiàn)BCC相;隨著x值的增加,當(dāng)x大于0.5時(shí),合金內(nèi)的Laves相消失。該系合金的硬度值維持在300-700HV之間,呈現(xiàn)出先增加后減少的趨勢。對合金進(jìn)行抗壓性能測試發(fā)現(xiàn),硬度值為592.5HV的Al0.8CoCrCu0.1FeMo0.2Ni合金具有較優(yōu)的綜合力學(xué)性能,其屈服強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度分別為620MPa和880MPa,同時(shí)塑性達(dá)到37%。CoCrFeMoNi系高熵合金中Co_(20)Cr_(24)Fe_(20)Mo_(16)Ni_(20)為共晶成分;CoCrCu0.1FeMoNi系高熵合金中至少存在兩個(gè)共晶點(diǎn):CoCr1.5Cu0.1FeMo0.5Ni和CoCrCu0.1Fe1.2Mo0.8Ni合金;Al0.3CoCrCu0.1FeMo0.7Ni合金為共晶合金。Co,Fe和Ni元素含量的增加有助于合金中FCC相結(jié)構(gòu)的形成;Cr和Al元素含量的增加會導(dǎo)致合金中形成BCC相;Mo元素含量的增加對拓?fù)涿芘畔嗟男纬墒怯幸娴�。同時(shí),FCC體積分?jǐn)?shù)較大會使合金具有較優(yōu)的塑性,而BCC和拓?fù)涿芘畔嗟捏w積分?jǐn)?shù)較大時(shí)會增強(qiáng)合金的屈服強(qiáng)度但塑性較差。對該系列合金的相形成進(jìn)行預(yù)測和計(jì)算,分析結(jié)果可知,三種多主元合金系的混合焓,原子半徑差和混合熵的值均在形成穩(wěn)定固溶體相的合理范圍內(nèi)。當(dāng)合金系的價(jià)電子濃度和電負(fù)性差值在8和0.133上下波動(dòng)時(shí),合金內(nèi)仍存在FCC和BCC雙相結(jié)構(gòu)和TCP相。
【關(guān)鍵詞】：高熵合金 微組織 相結(jié)構(gòu) 硬度 壓縮性能
【學(xué)位授予單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG139
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-14
• 第1章 緒論14-24
• 1.1 引言14-15
• 1.2 多主元高熵合金的定義和制備方法15-16
• 1.2.1 多主元高熵合金的定義15
• 1.2.2 多主元高熵合金的制備方法15-16
• 1.3 多主元高熵合金的性能特點(diǎn)16-18
• 1.3.1 高熵合金的高強(qiáng)度、高硬度16-18
• 1.3.2 高熵合金的耐磨特性18
• 1.3.3 高熵合金具有良好的塑韌性18
• 1.4 多主元高熵合金的微結(jié)構(gòu)特點(diǎn)18-21
• 1.4.1 高熵合金結(jié)構(gòu)簡單化18-19
• 1.4.2 高熵合金納米化與非晶化19-20
• 1.4.3 高熵合金嚴(yán)重晶格畸變20-21
• 1.5 多主元高熵合金的相組成及其預(yù)測21-22
• 1.6 多主元高熵合金的發(fā)展及研究現(xiàn)狀22-23
• 1.7 研究內(nèi)容23-24
• 第2章 試驗(yàn)材料和方法24-29
• 2.1 引言24
• 2.2 合金的成分確定及試樣制備24-28
• 2.2.1 合金的成分確定24-27
• 2.2.2 合金試樣的制備27-28
• 2.3 合金組織結(jié)構(gòu)分析28
• 2.3.1 掃描電鏡和能譜分析28
• 2.3.2 X-ray衍射分析28
• 2.3.3 硬度測試28
• 2.3.4 抗壓強(qiáng)度測試28
• 2.4 本章小結(jié)28-29
• 第3章 CoCrFeMoNi系高熵合金的微結(jié)構(gòu)與性能研究29-49
• 3.1 引言29-30
• 3.2 Co_XCrFeMo_(2-X)Ni系高熵合金的微結(jié)構(gòu)和性能分析30-33
• 3.2.1 合金微觀組織形貌及成分分析30-32
• 3.2.2 相結(jié)構(gòu)分析32-33
• 3.2.3 抗壓性能研究33
• 3.3 CoCr_XFeMo_(2-X)Ni系高熵合金的微結(jié)構(gòu)和性能分析33-37
• 3.3.1 合金微觀組織形貌及成分分析33-35
• 3.3.2 相結(jié)構(gòu)分析35-36
• 3.3.3 抗壓性能研究36-37
• 3.4 CoCrFeXMo_(2-X)Ni系高熵合金的微結(jié)構(gòu)和性能分析37-40
• 3.4.1 合金微觀組織形貌及成分分析37-39
• 3.4.2 相結(jié)構(gòu)分析39
• 3.4.3 抗壓性能研究39-40
• 3.5 CoCrFeMo_(2-X)Ni_X系高熵合金的微結(jié)構(gòu)和性能分析40-44
• 3.5.1 合金微觀組織形貌及成分分析40-42
• 3.5.2 相結(jié)構(gòu)分析42-43
• 3.5.3 抗壓性能研究43-44
• 3.6 微結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系44-47
• 3.7 本章小結(jié)47-49
• 第4章 CoCrCu_(0.1)FeMoNi系高熵合金的微結(jié)構(gòu)與性能研究49-69
• 4.1 引言49
• 4.2 CoXCrCu_(0.1)FeMo_(2-X)Ni系高熵合金的微結(jié)構(gòu)和性能分析49-53
• 4.2.1 合金微觀組織形貌及成分分析49-51
• 4.2.2 相結(jié)構(gòu)分析51-52
• 4.2.3 抗壓性能研究52-53
• 4.3 CoCr_XCu_(0.1)FeMo_(2-X)Ni系高熵合金的微結(jié)構(gòu)和性能分析53-56
• 4.3.1 合金微觀組織形貌及成分分析53-55
• 4.3.2 相結(jié)構(gòu)分析55-56
• 4.3.3 抗壓性能研究56
• 4.4 CoCrCu_(0.1)Fe_XMo_(2-X)Ni系高熵合金的微結(jié)構(gòu)和性能分析56-61
• 4.4.1 合金微觀組織形貌及成分分析56-59
• 4.4.2 相結(jié)構(gòu)分析59-60
• 4.4.3 抗壓性能研究60-61
• 4.5 CoCrCu_(0.1)FeMo_(2-X)Ni_X系高熵合金的微結(jié)構(gòu)和性能分析61-64
• 4.5.1 合金微觀組織形貌及成分分析61-63
• 4.5.2 相結(jié)構(gòu)分析63-64
• 4.5.3 抗壓性能研究64
• 4.6 微結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系64-67
• 4.7 本章小結(jié)67-69
• 第5章 Al_XCoCrCu_(0.1)FeMo_(1-X)Ni系高熵合金的微結(jié)構(gòu)與性能研究69-81
• 5.1 引言69-70
• 5.2 Al_xCoCrCu_(0.1)FeMo_(1-x)Ni高熵合金的微結(jié)構(gòu)及成分分析70-74
• 5.3 合金相結(jié)構(gòu)分析74-76
• 5.4 抗壓性能研究76-77
• 5.5 微結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系77-80
• 5.6 本章小結(jié)80-81
• 結(jié)論81-83
• 參考文獻(xiàn)83-88
• 攻讀碩士學(xué)位期間參研課題及研究成果88-90
• 致謝90-91

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