高熵合金由于具有眾多優(yōu)異性能,有可能突破傳統(tǒng)合金的性能極限,被認為是下一代金屬材料的發(fā)展方向。CoCrCuFeMn作為一種重要的高熵合金體系,目前關于Ti摻雜對其組織結構與性能影響的報道較少。采用熔鑄法制備等摩爾比的CoCrCuFeMn和CoCrCuFeMnTi高熵合金,利用XRD、OM、SEM、EDS、顯微硬度計和摩擦磨損試驗機分別測試Ti摻雜前后對其物相結構、顯微組織和耐磨性的影響。結果表明,CoCrCuFeMn由FCC1和FCC2雙相組成,Ti摻雜使其物相結構轉變成BCC和HCP相的雙相組織。兩種合金均為典型的樹枝晶結構,Cu元素在晶間富集,Mn元素的偏析系數最小。Ti摻雜并未改變合金元素的富集區(qū)域,但使所有元素偏析系數降低。Ti摻雜使合金的硬度從219.6HV提高到693.8HV,摩擦因數和質量損失率分別從0.57、4.14%降低到0.55、1.28%。Ti摻雜合金硬度和耐磨性的提高主要是由于相轉變、固溶強化、細晶強化和內應力降低的綜合作用所致。研究成果不僅有助于完善和豐富Ti元素摻雜對CoCrCuFeMn合金性能影響的相關理論,同時也為該合金后續(xù)的科學研究和工程應用提供理論支...

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圖3 CoCrCuFeMn與Co Cr CuFeMnTi合金的金相照片

式中，CDR為某一元素的枝晶區(qū)域濃度，CID為該元素的晶間區(qū)域濃度。當CDR=CID時，K=0說明該元素在枝晶與晶間區(qū)域無濃度差，即偏析系數為0；當CDR與CID的濃度差越大，CDR/CID或CID/CDR的值越小，1-CDR/CID或CID/CDR的值越大，即K值越大，說明枝晶....

圖5 CoCrCuFeMn和Co Cr CuFeMnTi合金摩擦因數與時間的關系

圖5是CoCrCuFeMn和CoCrCuFeMnTi高熵合金摩擦因數與時間的關系圖。從圖中可以看出，兩種合金的摩擦因數均隨時間的增加先增大后逐漸趨于穩(wěn)定。這是因為摩擦初期，合金試樣表面比較光滑，粗糙度和摩擦阻力較小，因而摩擦因數較低。隨著摩擦時間的增加，合金試樣表面磨痕加....

圖1 CoCrCuFeMn與Co Cr CuFeMnTi合金的XRD圖譜

式中，ci為組元i的原子百分比，ri為組元i的原子半徑，r為合金各組元的平均原子半徑，n為合金組元數。表2和表3分別是合金中任意兩種組元的原子半徑差和混合焓，原子半徑差是由式(1)和(2)計算得到，混合焓來自文獻[15]。從點陣常數上看，CoCrCuFeMnTi合金中BCC相和H....

圖2 合金中FCC、BCC與HCP相的晶體結構

此外，由圖1可知，CoCrCuFeMn合金由兩種面心立方相構成，關于其物相形成和穩(wěn)定性的機理已有文獻報道[2,11]。Ti摻雜合金引起了物相結構由FCC1和FCC2相向BCC和HCP相的轉變。這是因為金屬原料熔化后，合金熔體是由大量具有能量起伏、結構起伏和濃度起伏的短程有序原子團....

本文編號：4021768