【摘要】：高熵合金打破了傳統(tǒng)合金的束縛,為合金設(shè)計提供了新的思路。合金簡單的固溶體結(jié)構(gòu)及納米析出相通過固溶強(qiáng)化、彌散強(qiáng)化等機(jī)制強(qiáng)化合金性能,使其擁有更良好的硬度,耐磨性,抗高溫氧化等。本文采用真空電弧熔煉,噴鑄和甩帶工藝制備了Al_xCoCrCuFeNi高熵合金,并進(jìn)行了相關(guān)的熱處理;通過X射線衍射、掃描電鏡、透射電鏡、能譜和差熱分析等分析手段對合金進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征,對相應(yīng)的合金進(jìn)行了凝固機(jī)制和組織演化分析,并研究了合金的硬度、抗高溫氧化、耐磨性及耐腐蝕性等性能,得出如下主要結(jié)論:(1)Al_xCoCrCuFeNi高熵合金為簡單的FCC和BCC混合結(jié)構(gòu),物相調(diào)控及性能受Al元素含量影響明顯。Al含量增加時,合金組織顯著細(xì)化,合金中BCC相體積分?jǐn)?shù)逐漸增加;基于電弧熔煉,噴鑄,甩帶獲得不同冷速的組織,結(jié)合后續(xù)退火處理比較分析發(fā)現(xiàn),三種AlCoCrCuFeNi高熵合金均包含納米尺度的FCC結(jié)構(gòu)富Cu相,BCC結(jié)構(gòu)AlNi相和FeCr相,冷卻速率的提高能調(diào)控物相尺寸,但不能完全抑制納米尺度調(diào)幅分解現(xiàn)象的發(fā)生。(2)Al含量增加,Al_xCoCrCuFeNi高熵合金硬度因固溶強(qiáng)化和晶格畸變得以提高;合金摩擦系數(shù)變小,磨損機(jī)制由粘著磨損逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槟チＤp,耐磨性增強(qiáng);高溫狀態(tài)下合金易于形成致密Al2O3膜,抗高溫氧化性能增強(qiáng)。合金在HCl溶液和NaOH溶液中耐蝕性能隨Al含量增加而降低。(3)CoCrCuFeNi-3at.%Sn高熵合金的研究結(jié)果表明,過冷度對合金的物相組成影響較小。150K過冷度時,合金發(fā)生明顯液相分離,導(dǎo)致層狀富Cu組織生成及Sn的偏聚;由于合金基體中存在CrCo相和CrSn相等納米相析出,合金硬度高于CoCrCuFeNi合金。
【學(xué)位授予單位】：中國礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TG139
【圖文】：

到 4 種主要元素，當(dāng)合金主要元素數(shù)達(dá)到 5 個以上時，則該合金為高熵合金。圖1-2 為以所含主要組元數(shù)劃分合金類型的示意圖。圖1-1 等原子比合金的混合熵與組元N的關(guān)系(R為摩爾氣體常量)Figure 1-1 The relationship between the mixed entropy of the equiatomic alloy and thecomponent N (R is molar gas constant.)圖1-2 高熵合金劃分(以組元N為標(biāo)準(zhǔn))Figure 1-2 Classification of high entropy alloys(Take N as the standard)1.2.2 高熵合金的廣義定義所謂高熵合金的廣義定義，其既包括狹義的高熵固溶體合金，又包含高熵非晶合金和高熵合金陶瓷。傳統(tǒng)的陶瓷材料通常為金屬與非金屬二元化合物(及其混合物)，例如二元氮化物[27](AlN，CrN，Si3N4，TiN 等)，二元碳化物[28](Cr3C2，SiC

Figure 1-1 The relationship between the mixed entropy of the equiatomic alloy and thecomponent N (R is molar gas constant.)圖1-2 高熵合金劃分(以組元N為標(biāo)準(zhǔn))Figure 1-2 Classification of high entropy alloys(Take N as the standard)1.2.2 高熵合金的廣義定義所謂高熵合金的廣義定義，其既包括狹義的高熵固溶體合金，又包含高熵非晶合金和高熵合金陶瓷。傳統(tǒng)的陶瓷材料通常為金屬與非金屬二元化合物(及其混合物)，例如二元氮化物[27](AlN，CrN，Si3N4，TiN 等)，二元碳化物[28](Cr3C2，SiC

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2732362