采用真空電弧熔煉法制備了Al_0.8CrFe₂Ni_x高熵合金（x為Ni與Cr的摩爾比）,采用金相觀察、X射線衍射、顯微硬度檢測(cè)和壓縮試驗(yàn)等手段研究了Ni含量對(duì)其組織及力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明,當(dāng)x=0.50時(shí),合金為B₂+BCC晶體結(jié)構(gòu),組織為樹枝晶+胞狀晶;當(dāng)x=1.25時(shí),合金晶體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)閱我坏腂CC結(jié)構(gòu),而組織變?yōu)閱我坏臉渲?當(dāng)x=2.00時(shí),合金轉(zhuǎn)變?yōu)镕CC+BCC的混合結(jié)構(gòu),其組織轉(zhuǎn)變?yōu)榧?xì)小密集的片層狀共晶組織;隨著Ni含量繼續(xù)增加,當(dāng)x=2.75時(shí),合金保持著FCC+BCC結(jié)構(gòu),而FCC相比例明顯增加,并形成了完整連貫的樹枝晶組織;Al_0.8CrFe₂Ni_x高熵合金的硬度隨x的增加而降低,同時(shí)屈服強(qiáng)度減小、韌性增加。 

【文章來源】：特種鑄造及有色合金. 2020,40(08)北大核心

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

不同Ni含量下Al0.8CrFe2Nix高熵合金的金相組織

圖2為不同Ni含量的Al0.8CrFe2Nix高熵合金X射線衍射圖譜�？梢钥闯�,隨著Ni含量增加,合金的晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生了明顯的改變。當(dāng)x=0.50時(shí),Al0.8CrFe2Ni0.5高熵合金為B2+BCC結(jié)構(gòu)。隨Ni含量增加(x=1.25),合金轉(zhuǎn)變?yōu)閱我坏腂CC晶體結(jié)構(gòu)。Ni含量進(jìn)一步增加,合金轉(zhuǎn)變?yōu)镕CC+BCC的混合結(jié)構(gòu),且FCC相占的體積分?jǐn)?shù)大于BCC相,正是這兩種相形成了圖1g中的共晶組織。當(dāng)Ni含量繼續(xù)增加(x=2.75),合金中的FCC相衍射峰強(qiáng)度繼續(xù)增加,而BCC相衍射強(qiáng)度降低,且合金的主強(qiáng)峰發(fā)生變化,說明此時(shí)合金在(200)晶面擇優(yōu)生長(zhǎng)。同時(shí),由局部放大圖注意到當(dāng)x=1.25時(shí),(110)晶面的衍射峰相比x=0.50時(shí)向左偏移了0.3°,這是由于大量的Ni原子融入BCC晶格使其發(fā)生了膨脹所致。2.3 Al0.8CrFe2Nix高熵合金的力學(xué)性能

圖3為不同Ni含量的Al0.8CrFe2Nix高熵合金的硬度。當(dāng)x為0.50和1.25時(shí),合金的硬度(HV)沒有明顯變化,分別為574.4和573.1,當(dāng)x=2.00時(shí),合金硬度(HV)下降至452.0。當(dāng)x=2.75時(shí),合金硬度(HV)為277.1,相較于x=0.50時(shí)下降了一半以上。硬度的劇烈變化主要與合金的晶體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變有關(guān),隨著Ni含量增加,晶體結(jié)構(gòu)經(jīng)歷了由BCC到FCC+BCC的轉(zhuǎn)變,FCC相的逐漸增加使得合金硬度下降明顯。圖4為Al0.8CrFe2Nix高熵合金的室溫壓縮應(yīng)力-應(yīng)變曲線�？梢钥闯�,當(dāng)x=0.50和1.25時(shí),合金的屈服強(qiáng)度分別為1 523 MPa和1 450 MPa,斷裂應(yīng)變分別為15%和22%,且均呈現(xiàn)出韌性斷裂特征。當(dāng)x=2.00時(shí),合金的屈服強(qiáng)度下降至1 124 MPa,而應(yīng)變繼續(xù)上升至30%,其屈服強(qiáng)度與AlCoCrFeNi2.1高熵合金相比上升了607 MPa[19],具有優(yōu)良的綜合性能。隨著Ni含量繼續(xù)增加,當(dāng)x=2.75,屈服強(qiáng)度繼續(xù)下降至400 MPa,合金壓縮過程中并未發(fā)生斷裂,發(fā)生屈服后,合金被敦粗,導(dǎo)致應(yīng)力應(yīng)變曲線在后期急劇上升。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Ni含量對(duì)AlCrCuNixTi高熵合金微觀組織和硬度的影響[J]. 陳沖,李紅菊.  特種鑄造及有色合金. 2019(06)
[2]CoCrFeMnNiCux高熵合金的微觀組織及力學(xué)性能[J]. 趙丹,羅永春.  特種鑄造及有色合金. 2017(11)



本文編號(hào)：3322914