[发明专利]一种提高Al0.3

说明书

本发明公开了一种提高Al_0.3CoCrFeNi高熵合金强度的方法，用Al、Co、Cr、Fe、Ni五种分析纯金属，按照原子比0.3:1:1:1:1进行配料，在真空电弧熔炼炉中进行熔炼，将融化的合金吸铸成2mm（厚）*10mm（宽）*85mm（长）的板状高熵合金材料，然后对高熵合金进行冷轧及退火热处理，消除高熵合金在铸造过程中产生的残余内应力，紧接着用线切割机切出标距长为5mm的骨头状标准拉伸试样，将拉伸试样的正反面和两侧面都进行打磨，使用双辉渗金属炉对打磨过的试样进行双辉渗铬实验，最后所获得的样品为强化的高熵合金样品。本发明通过双辉渗Cr技术，高熵合金的摩擦系数得到了降低，并且振幅有很大减小。

技术领域

本发明涉及一种提高Al_0.3CoCrFeNi高熵合金强度的方法，属于金属材料制备及再加工领域。

背景技术

近年来，为满足科技发展和工程建设对材料物理化学性能越来越高的要求，很多方法用来提高材料的性能。其一是在制造方法上创新，如快速凝固、机械合金化、半固态铸造、喷射成型、交附挤压、等角挤压、超塑性成型。其二是在材料成分上创新，如高熵合金、金属基复合材料、金属间化合物合金、非晶合金等，值得关注的是，研发新的合金体系越来越受到国内外材料研究工作者的重视。高熵合金就是近几十年来合金化理论的三大突破之一（S. Ranganathan将多主元高熵合金、大块金属玻璃和橡胶金属视为最近几十年来合金化理论的三大突破）。高熵合金是高混合熵稳定的固溶体，一般由五种或五种以上的合金元素，以等原子比或近似等原子比组合而成，这使得合金具有非常高的混合熵。高熵合金一般倾向于简单而混乱的固溶体结构，如面心立方、体心立方、密排六方结构。最近实验证明，高熵合金呈现出很好的热稳定性、耐疲劳、耐磨、耐腐蚀而且相对于传统的合金有较高的硬度和非常好的高温和低温性能。这些特性使得高熵合金成为一个能够满足极端条件应用的潜在材料，尤其是在核能、涡轮机、航空工业领域。

目前，关于高熵合金的表面合金化来提高高熵合金的力学性能的研究很少，因此研究通过双辉渗金属技术来进行高熵合金的表面合金化不但具有重要的研究意义和实用价值，而且对扩大高熵合金的应用范围及社会效益也有推进作用。如：Al_xCoCrFeNi合金系高熵合金的室温冲击性能较好，可达400J以上，高于大多数纯金属和各类合金，且随温度的降低，没有明显的韧脆转变。张勇等（Y. Zhang, T.T. Zuo, Z. Tang, M.C. Gao, K.A.Dahmen, P.K. Liaw, Progress in Materials Science. 61 (2014) 1-93.）研究发现：高熵合金低温性能优异，有望成为新一代的低温结构材料，在航空航天、超导方面有很好的应用前景。

近期，Al_xCoCrFeNi合金系统在很多年前就被证实仅仅通过提高Al的含量就可以让此系统从FCC转变成BCC相（F. Otto, Y. Yang, H. Bei, E.P. George, ActaMaterialia. 61 (2013) 2628-2638.），尽管随着BCC相的体积分数的提高，强度和硬度都会提高，但是合金也变得脆了。

发明内容

本发明旨在提供一种提高Al_0.3CoCrFeNi高熵合金强度的方法。

由于Al_0.3CoCrFeNi合金有单相FCC结构和平衡的性能（强度、韧性、刚度），本发明选取Al_0.3CoCrFeNi作为高熵基体材料。本发明使用双辉渗金属的技术在Al_0.3CoCrFeNi高熵合金的表面进行改性，从而提升高熵合金的强度，使其满足在现代工业中人们对材料力学性能的要求，进而提升材料的应用价值，为高熵合金的力学性能提升提供一种新的方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：