[发明专利]一种五元高熵合金Cu

说明书

本发明公开了一种五元高熵合金Cu_0.5FeNiVAl_x及其强度硬度提升方法，所述五元高熵合金Cu_0.5FeNiVAl_x主要由纯度均≥99.9％铜、铁、镍、钒和铝组成，各组成元素按原子百分比计算，Cu为10～15at％，Fe为20～30at％，Ni为20～30at％，V为20～30at％，Al为0～26at％。所述五元高熵合金Cu_0.5FeNiVAl_x的制备方法为：将合金原材料铜、铁、镍、钒、铝在氩气保护下的真空环境进行引弧熔炼，反复熔炼若干次即可。所述五元高熵合金Cu_0.5FeNiVAl_x的强度硬度提升方法为：将制备得到的Cu_0.5FeNiVAl_x铸锭用石英管进行真空密封，然后使用马弗炉分别在500℃、750℃和1000℃下进行退火处理，最后进行保温处理后冷却至室温即可。采用本发明方法得到的五元高熵合金Cu_0.5FeNiVAl_x，其强度和硬度都得到有效提高，有助于拓宽高熵合金的应用范围，提高其经济价值。

技术领域

本发明属于高熵合金技术领域，具体涉及一种五元高熵合金Cu_0.5FeNiVAl_x及其强度硬度提升方法。

背景技术

传统合金设计理念一般基于一种或两种元素作为基体，然后根据人们对某种力学性能的特殊需求，添加适当的微量元素进行改善合金体系的某一力学性能。传统的设计理念形成的合金体系较少，不能满足社会进步对材料的苛刻需求。2004年，台湾学者叶均蔚教授打破传统合金设计理念，提出高熵合金设计理念。即，由五种到十三种合金组元，按照等原子比或者接近等原子比混合，且每种组元百分含量在5％～35％之间。根据近十多年的科学研究，高熵合金往往具有优良的力学性能，如较强的抗氧化能力、较高的耐磨耐蚀性能、较高的强度硬度等。

目前，高熵合金有关力学性能的研究主要基于铸态合金，通过调整合金的组元成分来提高合金的力学性能，大多处于实验室研究阶段。在原有铸态下较高的抗压强度基础上，将高熵合金进一步提高其强度和硬度，有助于高熵合金从铸态研究到热处理工艺研究的转变，但目前对高熵合金通过热处理工艺来提高其力学性能的研究较少，故加快高熵合金实验室研究阶段向实际生产发展阶段的步伐，将有效的拓宽高熵合金的应用范围。

发明内容

针对目前高熵合金力学性能提升技术存在的不足，本发明提供一种五元高熵合金Cu_0.5FeNiVAl_x及其强度硬度提升方法，该方法能够在高熵合金原有铸态下较高的抗压强度基础上，将高熵合金进一步提高其强度和硬度，有助于拓宽高熵合金的应用范围，提高其经济价值。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种五元高熵合金Cu_0.5FeNiVAl_x，主要由铜、铁、镍、钒和铝组成，各组成元素按原子百分比计算，Cu为10～15at％，Fe为20～30at％，Ni为20～30at％，V为20～30at％，Al为0～26at％。

作为技术方案的进一步改进，所述高熵合金Cu_0.5FeNiVAl_x各组成元素按原子百分比计算，其最优配比Cu为12.5at％，Fe为25at％，Ni为25at％，V为25at％，Al为12.5at％。

作为技术方案的进一步改进，所述高熵合金Cu_0.5FeNiVAl_x铸态下强度为1350～1800MPa，硬度为314～694HV。

作为技术方案的进一步改进，所述高熵合金Cu_0.5FeNiVAl_x中x为摩尔比，取值为0～1.2，高熵合金所用原材料纯度均≥99.9％。