[发明专利]一种多主元合金

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型多组元金属材料，更具体地说，是涉及一种性能优异的多主元合金。

背景技术

多主元合金相较于传统的金属及其合金，表现出更高的硬度、优异的耐磨和耐腐蚀性能。组成多主元合金的主要组元多元化，主要组元达到5种或者以上，使得合金的成分具有了更多的调节空间，进而导致不同性能以满足不同使役环境对材料的要求。因而，多主元合金的研究，必将丰富材料科学领域的研究，并拓宽该类材料的应用领域。

迄今，针对多主元合金，研究者们研究了合金化元素或者热处理等工艺对于合金组织结构、相组成、机械性能、摩擦磨损和腐蚀性能的影响；多主元合金的组织结构形成及演化机理；积极探索多主元合金的应用领域。研究者们研究的多主元合金的组成元素主要包括Al、Ti、V、Cr、Fe、Co、Ni、Cu和Zr等主族和过渡族元素。

发明内容

本发明就是针对上述问题，提供了一种高性能的具有简单固溶体组织结构的多主元合金。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案，合金中采用碱金属Be元素固溶于合金之中，通过固溶强化作用促进和改善合金的机械性能。

合金的组成按摩尔比计为，Al :0.5~1.3，Co：0.75~1.3， Cr：0.5~1.4，Fe：0.9~1.2，Ni：0.8~1.2，Be：0~4。

合金结构主要为体心立方。

所述合金的压缩屈服强度1260-2480 MPa，压缩断裂强度2300-2800 MPa，压缩总应变量3-28 %。

当合金组成按摩尔比计为，Al ：Co：Cr：Fe：Ni：Be=1:1:1:1:1。.合金的压缩屈服强度：2300 MPa，压缩断裂强度：2800 MPa，压缩塑性应变：7 %。

本发明的有益效果：

1、本发明Al-Co-Cr-Fe-Ni-Be多主元合金具有简单的体心立方固溶体组织结构，Be元素固溶于合金基体之中，通过固溶强化作用改善合金的力学性能，表现出优异的综合力学性能，具有较高的强度和较大的塑性应变，展现出良好的应用前景。

2、本发明具有简单固溶体组织结构的多主元合金通过常规的铜模浇铸即可被成功获得，无需后续处理，因而制备工艺简单。

附图说明

图1为AlCoCrFeNiBe_x (x=0、0.1、0.2、0.5、1.0和1.5)合金的XRD曲线。由图1可见，合金的组织结构主要为bcc固溶体结构，随着Be含量的增加，逐渐析出了一些未知的晶态相。

图2为AlCoCrFeNiBe_x合金：(a) 0、(b) 0.1、(c) 0.2、(d) 0.5、(e) 1.0和(f) 1.5的背散射照片。由图可见，当Be含量小于等于0.2%的时候，组织为单一均匀的固溶体结构。随着Be含量的进一步提高，一种白色相在晶界上富集并开始长大，组织结构变得复杂。

图3为AlCoCrFeNiBe_x合金的TEM照片：(a) 0.1、(b) 0.5和(c) 1.5。TEM照片表明，当Be含量为0.1%时，合金的组织呈现为网格状结构。当Be含量为0.5%时候，合金的组织结构没有太大的改变，但是网格之间的间距增大。Be含量为1.5%的时候，合金的组织发生较大的改变，一些粗大的圆形和条状的白色晶体析出，而周围基体则析出十分细小的纳米晶体。

图4为AlCoCrFeNiBe_x (x=0、0.1、0.2、0.5、1.0和1.5)合金的压缩应力-应变曲线。由图4可见，随着Be含量的升高，合金的压缩屈服和断裂强度逐渐升高，而压缩塑性变形量逐渐减小。

具体实施方式

实施例1

选择的多主元合金为AlCoCrFeNiBe_0.1（角标为摩尔比）。

本发明AlCoCrFeNiBe_0.1母合金的冶炼方法为常规技术，本实施例母合金冶炼具体工艺参数与工艺过程如下：