【摘要】：本文主要以元素替換的方式制備Al_xCoCrFeNi_((1-x))、Al_xCoCrFeNi_((2-x))、Al_((1-z))CoCrFeNiCu_z、CoCrFeNi_yCu_((1-y))和CoCrFeNi_yCu_((2-y))合金,采用XRD、SEM、EDS、萬(wàn)能力學(xué)試驗(yàn)機(jī)及電化學(xué)工作站等設(shè)備研究合金元素對(duì)合金的組織結(jié)構(gòu)、相析出規(guī)律、性能、變形、斷裂行為及在1M/LH_2SO_4溶液中的電化學(xué)腐蝕性能的影響。具體研究?jī)?nèi)容如下:通過(guò)研究Al的添加對(duì)Al_x CoCrFeNi_((1-x))合金的組織結(jié)構(gòu)及性能的影響發(fā)現(xiàn),隨著Al含量的增加,合金的晶體結(jié)構(gòu)在x=0.4時(shí),開始由單一的FCC結(jié)構(gòu)向BCC結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變,在x≥0.6時(shí)完全轉(zhuǎn)變?yōu)锽CC結(jié)構(gòu)。Al的添加提高了合金的室溫拉伸壓縮屈服強(qiáng)度,x=0.4時(shí),合金具有最高的抗拉強(qiáng)度,達(dá)到了898.5MPa,且具有一定的塑性;壓縮強(qiáng)度超過(guò)1815.1MPa,塑性形變超過(guò)32%仍未發(fā)生斷裂失效。但當(dāng)x≥0.6時(shí),合金是脆性斷裂,拉伸試樣在拋光階段即發(fā)生脆性斷裂,x=1.0時(shí)甚至在爐中冷卻即發(fā)生脆裂,無(wú)法制作完整塊狀試樣。為此,增加Ni在該合金中的基礎(chǔ)含量進(jìn)一步探究Al添加對(duì)Al_xCoCrFeNi_((2-x))合金結(jié)構(gòu)及性能的影響。當(dāng)x=0.6時(shí),合金開始由FCC結(jié)構(gòu)向BCC結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變,在x=1.0時(shí)完全轉(zhuǎn)變?yōu)锽CC結(jié)構(gòu)。說(shuō)明Al的添加在該合金體系中使得組織結(jié)構(gòu)由FCC向BCC結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變,提高合金的強(qiáng)度。當(dāng)x=0.8時(shí),合金具有最大的抗拉強(qiáng)度1087.3MPa,同時(shí)具有14.2%的塑性;它具有良好的室溫壓縮塑性,形變超過(guò)33%仍未發(fā)生斷裂,而此時(shí)壓縮強(qiáng)度高達(dá)2342.8MPa。當(dāng)x=1.0時(shí),合金具有最高的壓縮屈服強(qiáng)度1352.0MPa。研究Cu元素對(duì)Al_((1-z))CoCrFeNiCu_z合金的組織結(jié)構(gòu)及性能的影響。發(fā)現(xiàn)Cu的添加使得合金由單一的BCC結(jié)構(gòu)向FCC結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變,當(dāng)z=0.6時(shí),合金完全由FCC結(jié)構(gòu)組成。Cu的添加在一定程度上提高了合金的抗拉強(qiáng)度和塑性。當(dāng)z=0.2時(shí),合金具有最高的抗拉強(qiáng)度1154.1MPa;當(dāng)z=0.6時(shí),合金具有最好的拉伸塑性39.3%。Cu的添加降低合金的壓縮屈服強(qiáng)度,當(dāng)z=0.2~0.4之間屈服強(qiáng)度明顯下降,但合金表現(xiàn)出良好的加工硬化特性。以元素替換的方式制備CoCrFeNi_yCu_((1-y))和CoCrFeNi_yCu_((2-y))合金,其晶體結(jié)構(gòu)均為FCC結(jié)構(gòu),說(shuō)明Ni在該合金體系中替換Cu合金的晶體結(jié)構(gòu)不會(huì)發(fā)生改變。在CoCrFeNi_yCu_((1-y))合金中,隨著y的增加,合金的室溫拉伸壓縮屈服強(qiáng)度降低,塑性增加,但拉伸強(qiáng)度卻有小幅度提升。在CoCrFeNi_yCu_((2-y))合金中,隨著y的增加,合金的室溫拉伸壓縮屈服強(qiáng)度降低,拉伸斷裂強(qiáng)度在y=1.2時(shí)達(dá)到最大457.8MPa。合金的塑性則隨著y的增加先減后增,在y=1.8時(shí)有最大的拉伸塑性56.7%。對(duì)合金在1M/LH_2SO_4溶液中測(cè)試電化學(xué)腐蝕性能,得出以下結(jié)論:在Al_xCoCrFeNi_((1-x))合金中,當(dāng)x=0.8時(shí)具有最低的自腐蝕電流密度2.2952×10~(-4)A/cm~2。進(jìn)一步提高Ni的含量時(shí),即Al_xCoCrFeNi_((2-x))合金,其整體的自腐蝕電流密度為10~(-3)級(jí),比Al_x CoCrFeNi_((1-x))合金10~(-4)級(jí)大,即耐腐蝕性能有所降低。但Al在該合金系列中的含量增加,合金的耐腐蝕性能是增加的趨勢(shì)。Al_((1-z))CoCrFeNiCu_z合金在Cu含量為0.6時(shí),合金具有較低的自腐蝕電流密度7.9734×10~(-4)A/cm~2。CoCrFeNi_yCu_((1-y))合金Ni含量為0.4時(shí),合金具有最低的自腐蝕電流密度3.3210×10~(-4)A/cm~2。隨著Ni的基礎(chǔ)含量提高,即CoCrFeNi_yCu_((2-y))合金,合金的自腐蝕電流密度也由10~(-4)級(jí)提高到10~(-3)級(jí),說(shuō)明合金的耐腐蝕性能有所下降,當(dāng)Ni含量為1.2時(shí),該合金具有最低的自腐蝕電流密度7.1961×10~(-4)A/cm~2。
【圖文】：

等摩爾比高熵合金與主元個(gè)數(shù)n的關(guān)系曲線圖

合金拉伸試樣尺寸CAD圖（單位：mm）
【學(xué)位授予單位】：廣西民族大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TG139

【參考文獻(xiàn)】

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1 張朝輝;林茂華;吳波;葉國(guó)新;張立昆;陳拓;張文俊;鄭振環(huán);李強(qiáng);邵艷群;周白楊;王晨;;Explore the Possibility of Forming fcc High Entropy Alloys in Equal-Atomic Systems CoFeMnNiM and CoFeMnNiSmM[J];Journal of Shanghai Jiaotong University(Science);2011年02期

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1 何駿陽(yáng);合金化對(duì)FeCoNiCr系高熵合金組織及力學(xué)性能的影響[D];北京科技大學(xué);2017年

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1 丁婷婷;Al、Cu含量對(duì)高熵合金組織及性能的影響[D];沈陽(yáng)理工大學(xué);2015年

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本文編號(hào)：2702506