本文關(guān)鍵詞：放電等離子燒結(jié)制備CoCrFeNiTi_x高熵合金組織與性能研究

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【摘要】：高熵合金一般定義為含五種或五種以上金屬元素,按等摩爾比或近似等摩爾比組成的具有簡單固溶體結(jié)構(gòu)的合金材料。不同金屬元素種類提高了多組元合金內(nèi)部整體的混亂程度,同時提高了系統(tǒng)混合熵,稱之為高熵效應(yīng)。高熵效應(yīng)有助于合金內(nèi)各金屬元素混合形成具有簡單晶格結(jié)構(gòu)的固溶體相,同時伴有少部分化合物相。這種高熵合金在性能提高方面會兼具固溶強化、第二項彌散強化和細(xì)晶強化機理,以提高合金的綜合性能。因此多數(shù)高熵合金會具有強度、硬度高,耐磨、耐腐蝕性能好,抗氧化性能強,熱穩(wěn)定性能好,抗高溫氧化、軟化、腐蝕、沖擊、疲勞和蠕變性能好等優(yōu)良特性。以上性能使得高熵合金具有良好的發(fā)展?jié)摿蛷V闊的應(yīng)用前景。本文選用Co、Cr、Fe、Ni、Ti五種金屬元素粉料按照實驗方案配比混合,采用機械合金化球磨原始粉料,再利用放電等離子技術(shù)快速燒結(jié)成型制備CoCrFeNiTi高熵合金試樣,運用OM、XRD、SEM及EDS等手段進(jìn)行了表征,又分別進(jìn)行了維氏硬度、壓縮強度及斷口形貌的觀察與檢測。研究表明:機械合金化球磨10h獲得的CoCrFeNi Ti高熵合金粉體,顆粒大小保持一致,顆粒粒徑在20μm左右。放電等離子燒結(jié)制備的CoCrFeNiTi_x高熵合金試樣的金相組織呈網(wǎng)狀分布,形成了簡單面心立方和體心立方晶格結(jié)構(gòu),同時伴有金屬間化合物析出,當(dāng)Ti含量較高時析出少量的Laves相。CoCrFeNiTi_x高熵合金體系的維氏硬度值隨著Ti元素含量的增加呈現(xiàn)先增加后減小趨勢,當(dāng)Ti含量達(dá)到1.0時維氏硬度值達(dá)到最大值670 HV。CoCrFeNi Ti高熵合金維氏硬度會隨著燒結(jié)溫度的升高呈現(xiàn)先增后減趨勢,本實驗最高硬度值的燒結(jié)工藝為球磨10 h燒結(jié)溫度為1150℃,最大值為745 HV。壓縮實驗中,球磨15 h SPS燒結(jié)溫度為1150℃時,壓縮強度最大,為676 MPa,呈脆性斷裂。
【關(guān)鍵詞】：機械合金化 放電等離子燒結(jié) 高熵合金 硬度 壓縮強度
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG139
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-21
• 1.1 課題背景及研究的目的和意義10
• 1.2 高熵合金形成機理分析10-11
• 1.3 高熵合金的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)、典型效應(yīng)及特性11-13
• 1.4 主要合成制備工藝概況13-14
• 1.5 國內(nèi)外高熵合金研究概況14-18
• 1.6 高熵合金的展望及應(yīng)用概況18-20
• 1.7 本論文的主要研究內(nèi)容20-21
• 第2章 實驗材料與方法21-27
• 2.1 實驗方法與步驟21
• 2.2 實驗原料及方案設(shè)計21-23
• 2.3 合金試樣制備及檢測設(shè)備23-24
• 2.3.1 機械合金化23
• 2.3.2 放電等離子燒結(jié)23-24
• 2.4 合金試樣燒結(jié)后照片24-25
• 2.5 合金組織結(jié)構(gòu)分析25
• 2.5.1 合金金相顯微鏡觀察25
• 2.5.2 X射線衍射實驗25
• 2.5.3 掃描電子顯微鏡實驗25
• 2.6 合金性能分析25-26
• 2.6.1 維氏硬度檢測實驗25-26
• 2.6.2 壓縮性能檢測實驗26
• 2.7 本章小結(jié)26-27
• 第3章 CoCrFeNiTi_x高熵合金組織結(jié)構(gòu)表征27-38
• 3.1 CoCrFeNiTi_x高熵合金金相組織分析27-28
• 3.2 CoCrFeNiTi_x高熵合金粉末XRD分析28-31
• 3.3 CoCrFeNiTi_x高熵合金XRD分析31-33
• 3.4 CoCrFeNiTi高熵合金粉末SEM分析33-34
• 3.5 CoCrFeNiTi高熵合金粉末EDS分析34-35
• 3.6 CoCrFeNiTi高熵合金SEM分析35-36
• 3.7 CoCrFeNiTi高熵合金EDS分析36-37
• 3.8 本章小結(jié)37-38
• 第4章 CoCrFeNiTi_x高熵合金性能分析38-47
• 4.1 CoCrFeNiTi_x高熵合金硬度分析38-41
• 4.2 CoCrFeNiTi_x高熵合金壓縮強度分析41-44
• 4.3 CoCrFeNiTi高熵合金斷口形貌分析44-45
• 4.4 本章小結(jié)45-47
• 結(jié)論47-48
• 參考文獻(xiàn)48-52
• 攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文52-53
• 致謝53

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本文編號：903868