[发明专利]一种铝钴铬铁镍硅高熵合金的制备方法

说明书

本发明涉及一种铝钴铬铁镍硅高熵合金的制备方法，是针对各合金元素的特点，经真空电弧熔炼，制成高熵合金，此制备方法工艺先进，技术参数精确，制成的高熵合金硬度达237HV、抗压强度达1553MPa、屈服强度达457MPa、压缩应变达42%，兼具高强度和良好的塑性，满足现代工业对材料力学性能的要求，是先进的高熵合金的制备方法。

技术领域

本发明涉及一种铝钴铬铁镍硅高熵合金的制备方法，属于高熵合金金属材料制备及应用的技术领域。

背景技术

传统合金材料的设计都是以一种或两种元素作为合金的主要元素，然后针对某一性能添加一种或者多种微量元素进行改性，例如铝合金中添加镁、硅元素、铁合金中添加镍、硅、锰元素、钛合金中添加铝、钒元素；微量合金元素的添加可以改善合金的性能，以提高强度与塑性、耐蚀性、耐磨性，但是添加过多的合金元素会导致脆性金属间化合物的出现，恶化合金的机械性能；同时，过多的化合物会对合金组织不利，强化分析比较困难；叶均蔚等台湾学者创新性地提出了一种新型合金设计体制，即多主元高熵合金的设计体制；所谓高熵合金，重点突出的是高熵效应，即利用很高的混合熵值来形成拥有优异性能的新型合金材料，为了达到高熵的效果，高熵合金具有五种或五种以上主要元素，且每个元素原子百分比介于5％到35％，而每个次要元素则小于5％，在这样的组成下，其混合熵比较高，混合焓比较低，通过调整合金元素的种类和含量，可以得到性能优异的材料，因此，由于高熵合金具有高强度、高硬度、高耐磨或耐高温软化等性能特点，在工业领域中应用广泛，例如高速切削刀具、模具等。目前，高熵合金的设计和制备还处于研究阶段。

发明内容

发明目的

本发明的目的是针对现有合金的不足，开发出一种具有优异综合性能的高熵合金，该高熵合金由面心立方和体心立方固溶体组成，同时兼具较高的抗压强度和良好的塑性，以扩大高熵合金的应用范围。

技术方案

本发明使用的化学物质材料为：铝、钴、铬、铁、镍、硅、海绵钛、氩气、无水乙醇，组合准备用量如下：以克、毫升、厘米³为计量单位

铝：Al，纯度99.99％，固态颗粒，2.028g±0.001g

钴：Co，纯度99.99％，固态颗粒，14.784g±0.001g

铬：Cr，纯度99.99％，固态颗粒，13.044g±0.001g

铁：Fe，纯度99.99％，固态颗粒，14.01g±0.001g

镍：Ni，纯度99.99％，固态颗粒，14.724g±0.001g

硅：Si，纯度99.99％，固态颗粒，1.41g±0.001g

海绵钛：Ti，纯度95％，固态块体，50g±0.1g

氩气：Ar，纯度99.999％，气态气体，500000cm³±100cm³

无水乙醇：C₂H₅OH，纯度99.99％，液态液体，2000mL±10mL

制备方法如下：

(1)预处理铝、钴、铬、铁、镍、硅颗粒

①将铝、钴、铬、铁、镍、硅颗粒置于烧杯中，加入无水乙醇300mL，超声震荡清洗30min，清洗后置于真空干燥箱中干燥，干燥温度200℃，真空度2Pa，干燥时间30min；

(2)配料