[发明专利]一种含有共晶组织的高熵合金及其制备方法

说明书

本发明公开了一种含有共晶组织的高熵合金，包括：由FCC相和Cr₉Mo₂₁Ni₂₀所组成的层片状共晶组织的CoCrFeNiMo_0.6～1.2；其中，CoCrFeNiMo_0.6合金的组织为亚共晶组织，CoCrFeNiMo_0.8合金的组织为共晶组织，CoCrFeNiMo和CoCrFeNiMo_1.2合金的组织为过共晶组织。同时，本发明还公开了一种含有共晶组织的高熵合金的制备方法，包括如下步骤：步骤一、称取原料Co、Cr、Fe、Ni和Mo单质金属，并且按照摩尔比计为1：1：1：1：0.6～1.2；步骤二、将所述单质金属放入熔炼炉后抽真空处理并充入保护气；步骤三、去除残留氧气后通电熔炼所述单质金属得到熔化后的合金；步骤四、将所述合金冷却得到所述高熵合金；其中，所述单质金属按照熔点由低至高从下往上依次放置在熔炼炉中。

技术领域

本发明涉及合金材料领域，具体涉及一种含有共晶组织的高熵合金及其制备方法。

背景技术

自从高熵合金首次被提及至今，获得了越来越多的关注也得到了大量的研究成果。如抗高温氧化涂层、超级高熵合金、能应用于航空领域的低密度高熵合金、耐辐射材料、低温结构材料等等。但是，高熵合金这种金属材料目前还没有被广泛应用，主要是因为此类合金往往要么只有高强度，要么只有高塑性，很难同时使其拥有这两个特性，而且成分偏析和铸造性差是摆在高熵合金应用面前的另外两大难关。

已在传统金属领域得到广泛应用的共晶合金有着很多优点：1)近平衡态的组织可以承受住高达共晶点的温度；2)低的相界能；3)组织可控；4)高断裂强度；5)稳定的缺陷结构；6)良好的抗高温蠕变性能；7)排布整齐有序的片状或棒状共晶组织能够形成原位复合材料；同时，由于共晶反应是一个等温转变过程，所以就不存在凝固温度区间，这样也就同时减少了偏析和缩孔。

因此，如果能够制出FCC相(Face Centered Cubic，面心立方结构)和另一个硬质相结合的共晶高熵合金，那么这种合金就能同时拥有绝佳的机械性能和铸造性能；这就能够帮助扫清高熵合金在工业生产过程中所遇到的阻碍；于是，有学者提出了一种新的高熵合金概念—共晶高熵合金。目前，已经报道的共晶高熵合金成分有AlCoCrFeNi_2.1、CoFeNi₂V_0.5Nb_7.5、CoFeNi_1.4VMo、CoFeNiVMo_0.6、Al_1.2CrCuFeNi₂等。

发明内容

本发明设计开发了一种含有共晶组织的高熵合金，本发明的发明目的是通过调整Mo元素的含量进而调整高熵合金的组织结构，进而调节合金的机械性能，提高高熵合金的流动性及铸造性。

本发明设计开发了一种含有共晶组织的高熵合金的制备方法，本发明的发明目的是提供一种制备含共晶组织的、具有优良综合性能的高熵合金体系的制备方法。

本发明提供的技术方案为：

一种含有共晶组织的高熵合金，包括：

Co：按摩尔比计为1，

Cr：按摩尔比计为1，

Fe：按摩尔比计为1，

Ni：按摩尔比计为1，

Mo：按摩尔比计为0.6～1.2。

优选的是，包括：

Co：按摩尔比计为1，

Cr：按摩尔比计为1，

Fe：按摩尔比计为1，

Ni：按摩尔比计为1，