【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、萬能力學試驗機及電化學工作站等設備研究合金元素對合金的組織結構、相析出規(guī)律、性能、變形、斷裂行為及在1M/LH_2SO_4溶液中的電化學腐蝕性能的影響。具體研究內容如下:通過研究Al的添加對Al_x CoCrFeNi_((1-x))合金的組織結構及性能的影響發(fā)現(xiàn),隨著Al含量的增加,合金的晶體結構在x=0.4時,開始由單一的FCC結構向BCC結構轉變,在x≥0.6時完全轉變?yōu)锽CC結構。Al的添加提高了合金的室溫拉伸壓縮屈服強度,x=0.4時,合金具有最高的抗拉強度,達到了898.5MPa,且具有一定的塑性;壓縮強度超過1815.1MPa,塑性形變超過32%仍未發(fā)生斷裂失效。但當x≥0.6時,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時甚至在爐中冷卻即發(fā)生脆裂,無法制作完整塊狀試樣。為此,增加Ni在該合金中的基礎含量進一步探究Al添加對Al_xCoCrFeNi_((2-x))合金結構及性能的影響。當x=0.6時,合金開始由FCC結構向BCC結構轉變,在x=1.0時完全轉變?yōu)锽CC結構。說明Al的添加在該合金體系中使得組織結構由FCC向BCC結構轉變,提高合金的強度。當x=0.8時,合金具有最大的抗拉強度1087.3MPa,同時具有14.2%的塑性;它具有良好的室溫壓縮塑性,形變超過33%仍未發(fā)生斷裂,而此時壓縮強度高達2342.8MPa。當x=1.0時,合金具有最高的壓縮屈服強度1352.0MPa。研究Cu元素對Al_((1-z))CoCrFeNiCu_z合金的組織結構及性能的影響。發(fā)現(xiàn)Cu的添加使得合金由單一的BCC結構向FCC結構轉變,當z=0.6時,合金完全由FCC結構組成。Cu的添加在一定程度上提高了合金的抗拉強度和塑性。當z=0.2時,合金具有最高的抗拉強度1154.1MPa;當z=0.6時,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度,當z=0.2~0.4之間屈服強度明顯下降,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,其晶體結構均為FCC結構,說明Ni在該合金體系中替換Cu合金的晶體結構不會發(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度降低,塑性增加,但拉伸強度卻有小幅度提升。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度降低,拉伸斷裂強度在y=1.2時達到最大457.8MPa。合金的塑性則隨著y的增加先減后增,在y=1.8時有最大的拉伸塑性56.7%。對合金在1M/LH_2SO_4溶液中測試電化學腐蝕性能,得出以下結論:在Al_xCoCrFeNi_((1-x))合金中,當x=0.8時具有最低的自腐蝕電流密度2.2952×10~(-4)A/cm~2。進一步提高Ni的含量時,即Al_xCoCrFeNi_((2-x))合金,其整體的自腐蝕電流密度為10~(-3)級,比Al_x CoCrFeNi_((1-x))合金10~(-4)級大,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。Al_((1-z))CoCrFeNiCu_z合金在Cu含量為0.6時,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,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)級提高到10~(-3)級,說明合金的耐腐蝕性能有所下降,當Ni含量為1.2時,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數(shù)n的關系曲線圖

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

【參考文獻】

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1 張朝輝;林茂華;吳波;葉國新;張立昆;陳拓;張文俊;鄭振環(huán);李強;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;合金化對FeCoNiCr系高熵合金組織及力學性能的影響[D];北京科技大學;2017年

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

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本文編號：2702506