AlCoCrFeMn系和AlCuNiTi系高熵合金組織與性能研究
發(fā)布時(shí)間:2023-05-10 00:07
近些年來(lái),多主元高熵合金以其優(yōu)異的性能吸引著大批學(xué)者的目光。高熵合金的出現(xiàn)打破了傳統(tǒng)合金的觀念,其通常包含5種或5種以上元素,且每種元素的原子百分比在5%-35%之間。由于多主元高熵合金擁有多個(gè)主要元素,所以會(huì)造成高熵效應(yīng)、遲滯擴(kuò)散效應(yīng)、晶格畸變效應(yīng)和“雞尾酒”效應(yīng),在這幾種效應(yīng)的綜合作用下,高熵合金通常具有簡(jiǎn)單的相結(jié)構(gòu)如體心立方結(jié)構(gòu)和面心立方結(jié)構(gòu),同時(shí)具有優(yōu)異的力學(xué)性能,如高硬度和高強(qiáng)度。但是高熵合金理論尚不完善,仍需要大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)完善理論。鑒于此,本工作熔煉了幾種全新體系的合金,希望為高熵合金的理論體系的建立和后續(xù)研究提供一定的指導(dǎo)。本文對(duì)AlCoCrFeMn系和AlCuNiTi系高熵合金進(jìn)行了熱力學(xué)參數(shù)的計(jì)算,通過(guò)與現(xiàn)有的高熵合金相形成規(guī)律對(duì)比,發(fā)現(xiàn)目前規(guī)律預(yù)測(cè)結(jié)果仍然不夠準(zhǔn)確,無(wú)法準(zhǔn)確的進(jìn)行預(yù)測(cè),在預(yù)測(cè)時(shí)可能需要考慮更多因素的相互競(jìng)爭(zhēng)。采用非自耗真空電弧熔煉爐制備了AlCoCrFeMnTix(x=0,0.5,1)系高熵合金;AlCoCrFeMnZrx(x=0,0.5,1)系高熵合金;摻雜CeO2的AlCoCrF...
【文章頁(yè)數(shù)】:76 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
1.緒論
1.1 高熵合金的歷史概述
1.2 高熵合金的定義
1.3 高熵合金的多主元效應(yīng)
1.3.1 高熵效應(yīng)
1.3.2 晶格畸變效應(yīng)
1.3.3 遲滯擴(kuò)散效應(yīng)
1.3.4 “雞尾酒”效應(yīng)
1.4 高熵合金的形成規(guī)律
1.5 高熵合金的組織結(jié)構(gòu)
1.5.1 簡(jiǎn)單相結(jié)構(gòu)
1.5.2 納米晶和非晶相
1.6 高熵合金的性能特點(diǎn)
1.6.1 力學(xué)性能
1.6.2 熱穩(wěn)定性
1.6.3 耐磨損性能
1.6.4 耐蝕性能
1.7 高熵合金的發(fā)展前景及應(yīng)用
1.8 研究意義及主要研究?jī)?nèi)容
1.8.1 研究意義
1.8.2 研究?jī)?nèi)容
2.試驗(yàn)方法
2.1 材料制備
2.1.1 高熵合金成分的選擇
2.1.2 原料選擇
2.1.3 高熵合金的熔煉
2.1.4 樣品處理
2.2 高熵合金的組織觀察分析及性能測(cè)試方法
2.2.1 X射線衍射分析
2.2.2 顯微組織分析
2.2.3 能譜分析
2.2.4 顯微維氏硬度測(cè)定
2.2.5 耐磨性測(cè)定
3.高熵合金熱力學(xué)參數(shù)的計(jì)算
3.1 AlCoCrFeMnTix系高熵合金熱力學(xué)參數(shù)計(jì)算
3.2 AlCoCrFeMnZrx高熵合金熱力學(xué)參數(shù)計(jì)算
3.3 AlCuNiTixFeMn系高熵合金熱力學(xué)參數(shù)計(jì)算
3.4 AlxCuNiTiCo高熵合金熱力學(xué)參數(shù)計(jì)算
3.5 小結(jié)
4.高熵合金組織與性能分析
4.1 Ti元素的添加對(duì)AlCoCrFeMnTix高熵合金組織與性能的影響
4.1.1 X射線衍射分析
4.1.2 微觀組織分析
4.1.3 硬度及耐磨性
4.1.4 小結(jié)
4.2 Zr元素的添加對(duì)AlCoCrFeMnZrx高熵合金組織與性能的影響
4.2.1 X射線衍射分析
4.2.2 微觀組織分析
4.2.3 硬度及耐磨性
4.2.4 小結(jié)
4.3 稀土元素氧化物CeO2 的添加對(duì)AlCoCrFeMn高熵合金組織與性能的影響
4.3.1 X射線衍射分析
4.3.2 微觀組織分析
4.3.3 硬度及耐磨性
4.3.4 小結(jié)
4.4 Ti元素的添加對(duì)AlCuNiTixFeMn高熵合金組織與性能的影響
4.4.1 X射線衍射分析
4.4.2 微觀組織分析
4.4.3 硬度及耐磨性
4.4.4 小結(jié)
4.5 Al元素含量對(duì)AlxCuNiTiCo高熵合金組織與性能影響
4.5.1 X射線衍射分析
4.5.2 微觀組織分析
4.5.3 硬度及耐磨性
4.5.4 小結(jié)
5.退火對(duì)高熵合金組織和性能的影響
5.1 退火對(duì)AlCoCrFeMnTi高熵合金組織和性能的影響
5.1.1 X射線衍射分析
5.1.2 微觀組織分析
5.1.3 合金硬度
5.1.4 小結(jié)
5.2 退火對(duì)AlxCuNiTiCo系高熵合金組織和性能的影響
5.2.1 X射線衍射分析
5.2.2 微觀組織分析
5.2.3 合金硬度
5.2.4 小結(jié)
6.全文總結(jié)
參考文獻(xiàn)
附錄 :碩士研究生學(xué)習(xí)階段研究成果
致謝
本文編號(hào):3812645
【文章頁(yè)數(shù)】:76 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
1.緒論
1.1 高熵合金的歷史概述
1.2 高熵合金的定義
1.3 高熵合金的多主元效應(yīng)
1.3.1 高熵效應(yīng)
1.3.2 晶格畸變效應(yīng)
1.3.3 遲滯擴(kuò)散效應(yīng)
1.3.4 “雞尾酒”效應(yīng)
1.4 高熵合金的形成規(guī)律
1.5 高熵合金的組織結(jié)構(gòu)
1.5.1 簡(jiǎn)單相結(jié)構(gòu)
1.5.2 納米晶和非晶相
1.6 高熵合金的性能特點(diǎn)
1.6.1 力學(xué)性能
1.6.2 熱穩(wěn)定性
1.6.3 耐磨損性能
1.6.4 耐蝕性能
1.7 高熵合金的發(fā)展前景及應(yīng)用
1.8 研究意義及主要研究?jī)?nèi)容
1.8.1 研究意義
1.8.2 研究?jī)?nèi)容
2.試驗(yàn)方法
2.1 材料制備
2.1.1 高熵合金成分的選擇
2.1.2 原料選擇
2.1.3 高熵合金的熔煉
2.1.4 樣品處理
2.2 高熵合金的組織觀察分析及性能測(cè)試方法
2.2.1 X射線衍射分析
2.2.2 顯微組織分析
2.2.3 能譜分析
2.2.4 顯微維氏硬度測(cè)定
2.2.5 耐磨性測(cè)定
3.高熵合金熱力學(xué)參數(shù)的計(jì)算
3.1 AlCoCrFeMnTix系高熵合金熱力學(xué)參數(shù)計(jì)算
3.2 AlCoCrFeMnZrx高熵合金熱力學(xué)參數(shù)計(jì)算
3.3 AlCuNiTixFeMn系高熵合金熱力學(xué)參數(shù)計(jì)算
3.4 AlxCuNiTiCo高熵合金熱力學(xué)參數(shù)計(jì)算
3.5 小結(jié)
4.高熵合金組織與性能分析
4.1 Ti元素的添加對(duì)AlCoCrFeMnTix高熵合金組織與性能的影響
4.1.1 X射線衍射分析
4.1.2 微觀組織分析
4.1.3 硬度及耐磨性
4.1.4 小結(jié)
4.2 Zr元素的添加對(duì)AlCoCrFeMnZrx高熵合金組織與性能的影響
4.2.1 X射線衍射分析
4.2.2 微觀組織分析
4.2.3 硬度及耐磨性
4.2.4 小結(jié)
4.3 稀土元素氧化物CeO2 的添加對(duì)AlCoCrFeMn高熵合金組織與性能的影響
4.3.1 X射線衍射分析
4.3.2 微觀組織分析
4.3.3 硬度及耐磨性
4.3.4 小結(jié)
4.4 Ti元素的添加對(duì)AlCuNiTixFeMn高熵合金組織與性能的影響
4.4.1 X射線衍射分析
4.4.2 微觀組織分析
4.4.3 硬度及耐磨性
4.4.4 小結(jié)
4.5 Al元素含量對(duì)AlxCuNiTiCo高熵合金組織與性能影響
4.5.1 X射線衍射分析
4.5.2 微觀組織分析
4.5.3 硬度及耐磨性
4.5.4 小結(jié)
5.退火對(duì)高熵合金組織和性能的影響
5.1 退火對(duì)AlCoCrFeMnTi高熵合金組織和性能的影響
5.1.1 X射線衍射分析
5.1.2 微觀組織分析
5.1.3 合金硬度
5.1.4 小結(jié)
5.2 退火對(duì)AlxCuNiTiCo系高熵合金組織和性能的影響
5.2.1 X射線衍射分析
5.2.2 微觀組織分析
5.2.3 合金硬度
5.2.4 小結(jié)
6.全文總結(jié)
參考文獻(xiàn)
附錄 :碩士研究生學(xué)習(xí)階段研究成果
致謝
本文編號(hào):3812645
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