[发明专利]一种Fe-Co-Cr-Ni-C高熵合金及其制备工艺

说明书

本发明属于新材料领域，公开了一种Fe‑Co‑Cr‑Ni‑C高熵合金及其制备工艺。该高熵合金是将纯度为99.99wt%的Fe、纯度为99.99wt%的Co、纯度为99.99wt%的Cr、纯度为99.99wt%的Ni和纯度为99.99wt%的含6wt%碳的铁碳合金通过真空熔炼法进行熔炼，然后通过真空吸铸法制备成厚度为2mm、宽度为10mm、长度为60mm的高熵合金试样。该高熵合金的成分为FeCoCrNiC_0.5,其晶体结构为简单面心立方结构，拉伸屈服强度为174.4MPa，拉伸断裂强度为646.3MPa，断裂伸长率为77.4%，断面收缩率为65.7%，硬度为169.1HRC，腐蚀电位为0.053~0.154V，腐蚀电流密度为1.75×10^‑5~2.46×10^‑4A/cm²。

技术领域

本发明涉及一种Fe-Co-Cr-Ni-C高熵合金及其制备工艺。

背景技术

高熵合金具有硬度高和塑性好、耐磨耐腐蚀性好、耐热性和回火抗性好以及加工硬化等特性，是一种极具工程应用前景的合金。面心立方固溶体型高熵合金虽然具有良好的塑性和韧性，但其强度和硬度还有待于进一步提高，微合金化是一种有效提高合金材料性能的方法。本发明采用微量碳添加改善面心立方固溶体型髙熵合金的性能，具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种Fe-Co-Cr-Ni-C高熵合金及其制备工艺。

本发明制成的产品分别用X射线衍射仪（XRD）检测材料的晶态结构、万能试验机测试力学性能、洛氏硬度计测量硬度、电化学工作站测量腐蚀性能。

本发明的髙熵合金具有面心立方结构，其拉伸屈服强度为174.4MPa，拉伸断裂强度为646.3MPa，断裂伸长率为77.4%，断面收缩率为65.7%，硬度为169.1HRC，腐蚀电位为0.053~0.154V，腐蚀电流密度为1.75×10^-5~2.46×10^-4A/cm²。

具体实施方式

下面根据具体实施例对本发明作进一步说明：

实施例1

用分析天平称取铁7.6310g、钴8.6379g、铬7.6211g、镍8.6023g和铁碳合金0.5900g，放入电弧炉的坩埚中，抽真空到1×10^-4Pa后再充入纯度为99.999wt%的氩气使真空腔的压力达到-40Pa，然后熔炼Ti进行吸氧；在4A电流下熔炼合金6次，每次熔炼2分钟，待真空室冷却后将母合金取出，将坩埚用酒精清洗干净，用砂纸将母合金表面清理干净并用酒精加超声波进行清洗；将母合金放入电弧炉的坩埚中，并安装好内孔尺寸为2×10×100mm的水冷铜模；将真空腔抽真空到1×10^-4Pa后再充入纯度99.999wt%的氩气使真空腔的压力达到-60Pa，然后熔炼Ti进行吸气，并对母合金进行熔炼并吸铸，即可获得尺寸为2×10×60mm的合金试样。该合金为完全的面心立方结构，其拉伸屈服强度为174.4MPa，拉伸断裂强度为646.3MPa，断裂伸长率为77.4%，断面收缩率为65.7%，硬度为169.1HRC，在1.0%HCl溶液中的腐蚀电位为0.154V，腐蚀电流密度为1.75×10^-5A/cm²。

实施例2