【摘要】：高熵合金是一般由五種或五種以上合金元素組成,每種元素按照等摩爾比或近似等摩爾比組成的具有簡(jiǎn)單固溶體結(jié)構(gòu)的新型合金材料。近期的研究結(jié)果表明,與傳統(tǒng)合金相比,高熵合金具有一系列可調(diào)整的優(yōu)異性能,如高強(qiáng)度、高硬度及大塑性,優(yōu)異的高低溫性能,良好的抗氧化、耐腐蝕和耐摩擦性能等,這使得高熵合金極具成為新一代工程結(jié)構(gòu)替代材料。目前,高熵合金力學(xué)行為方面的研究主要是基于準(zhǔn)靜態(tài),而關(guān)于高熵合金動(dòng)態(tài)力學(xué)特性及其微觀變形機(jī)理的研究還比較少,因此該方面的研究工作亟待開(kāi)展。本文利用高真空電弧熔煉法制備出了三種典型高熵合金,并利用霍普金森壓桿(SHPB)對(duì)其進(jìn)行了動(dòng)態(tài)壓縮試驗(yàn),并研究其變形機(jī)理。本文的具體研究?jī)?nèi)容及結(jié)論如下:(1)室溫下CoCrFeNiAl_x(x=0,0.6,1)系高熵合金為典型的簡(jiǎn)單固溶體結(jié)構(gòu),CoCrFeNi高熵合金為單一的FCC相,CoCrFeNiAl_(0.6)高熵合金為FCC+BCC雙相晶體結(jié)構(gòu),CoCrFeNiAl高熵合金為單一的BCC相。隨著Al含量的增加,合金中BCC相含量增加,FCC相所占的比例下降,說(shuō)明Al為BCC相形成元素,促進(jìn)BCC相的形成。(2)在10~-44 s~(-1)~4000 s~(-1)應(yīng)變率范圍內(nèi),CoCrFeNiAl_x(x=0,0.6,1)系高熵合金均表現(xiàn)出明顯的加工硬化和應(yīng)變率強(qiáng)化效應(yīng),材料的屈服強(qiáng)度和流動(dòng)應(yīng)力均隨著應(yīng)變率的增加而升高。與準(zhǔn)靜態(tài)相比,該體系高熵合金在高應(yīng)變速率下均表現(xiàn)出較高的應(yīng)變率敏感性,并且隨著Al含量的增加,合金的強(qiáng)度逐漸提高并且對(duì)應(yīng)變率越敏感。(3)利用TEM和HRTEM表征手段觀察了該體系合金在準(zhǔn)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)壓縮后變形試樣的微觀組織變化,從微觀上分別解釋這三種高熵合金的變形機(jī)制及強(qiáng)化機(jī)理。CoCrFeNi高熵合金在準(zhǔn)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)下都產(chǎn)生了大量的位錯(cuò)和變形孿晶,并且在動(dòng)態(tài)下有二次孿晶產(chǎn)生,CoCrFeNiAl_(0.6)高熵合金只有在高應(yīng)變速率下的FCC相中才產(chǎn)生變形孿晶,CoCrFeNiAl高熵合金在準(zhǔn)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)下的變形機(jī)制均為位錯(cuò)滑移。(4)基于修正的Johnson-Cook(J-C)模型,建立了這三種高熵合金在動(dòng)態(tài)載荷下塑性流變區(qū)域的本構(gòu)方程。利用該方程可以有效地預(yù)測(cè)在不同應(yīng)變速率下該體系高熵合金的塑性流動(dòng)行為。
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TG139

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1 王璐;CoCrFeNiAl_x系高熵合金的動(dòng)態(tài)力學(xué)特性[D];太原理工大學(xué);2018年

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本文編號(hào)：2662072