[发明专利]利用磁场提高AlCoCrCuFeNi高熵合金力磁性能的方法

说明书

一种利用磁场提高AlCoCrCuFeNi高熵合金力磁性能的方法，采用真空非自耗电弧熔炼法对Al、Co、Cr、Cu、Fe和Ni原料进行熔炼，得到AlCoCrCuFeNi高熵合金钮扣锭。将得到的高熵合金纽扣置于2～10T的磁场中进行真空凝固，得到的AlCoCrCuFeNi高熵合金的屈服强度σ_y为777～952MPa，抗拉强度σ_b为1633～1903MPa，硬度为374～413HV饱和磁化强度Ms为26.4～34.5emu/g，并且该AlCoCrCuFeNi高熵合金的凝固组织的形貌无明显变化。本发明将磁场作用于高熵合金的凝固过程，达到了同时提高AlCoCrCuFeNi高熵合金的力学和磁性能的目的。

技术领域

本发明涉及高熵合金领域，具体是一种利用磁场同时提高AlCoCrCuFeNi高熵合金力学和磁性能的方法。

背景技术

高熵合金是21世纪初提出的一种独特设计理念的新型合金材料，由五种或五种以上元素以等摩尔比或近等摩尔比混合形成的固溶体合金。调研发现，高熵合金具有高的比强度，良好的热稳定性和低温韧性以及优良的抗疲劳性能，这些优异的性能使其作为高温、低温结构材料具有巨大的应用潜力，有望在航空发动机、轮船发动机、存储液化天然气和氢气等领域得到应用。

AlCoCrCuFeNi系高熵合金是最早被研究的高熵合金体系之一，调研发现，在该体系中铸态的AlCoCrCuFeNi高熵合金具有FCC+BCC双相结构，其微观结构为典型的树枝晶结构。研究表明，FCC相具有良好的塑性，而强度硬度较低，反之，BCC相强度硬度高，塑性差。检索文献发现，有学者通过普通的热处理改善AlCoCrCuFeNi高熵合金的力学性能(Wen L H,Kou H C,Li J S,et al.Effect of aging temperature on microstructure andproperties of AlCoCrCuFeNi high-entropy alloy[J].Intermetallics,2009,17(4):0-269)，也有学者通过热轧等强制塑性变形细化晶粒，改善AlCoCrCuFeNi高熵合金的力学性能(Kuznetsov A V,Shaysultanov D G,Stepanov N D,et al.Tensile properties of anAlCrCuNiFeCo high-entropy alloy in as-cast and wrought conditions[J].Materials ScienceEngineering:A,2012,533:107-118)。但是以上方法在改善塑性的同时都会降低AlCoCrCuFeNi高熵合金的屈服强度，依然摆脱不了强度和塑性同时提高的矛盾。

调研发现磁场应用于材料领域，可作为清洁、无接触、高密度的能量作用于物质的原子尺度，可影响凝固过程中的形核、元素扩散、熔体对流、择优取向、组织形态等，从而对材料的微观组织和性能产生影响，有望成为一种新型的材料处理的手段。

因此，将磁场作用于AlCoCrCuFeNi高熵合金的凝固过程，利用磁场的特殊优势，克服了合金材料强度和塑性同时提高的矛盾，实现同时提高AlCoCrCuFeNi高熵合金力学和磁性能，这将是具有非常重要的意义。本发明就是一种利用磁场同时提高AlCoCrCuFeNi高熵合金力学和磁性能的方法。

发明内容

为解决现有技术中存在的合金材料强度和塑性同时提高的矛盾，本发明提出了一种利用磁场提高AlCoCrCuFeNi高熵合金力磁性能的方法。

本发明的具体过程是：

步骤1，制备AlCoCrCuFeNi高熵合金钮扣锭：以Al、Co、Cr、Cu、Fe和Ni为原料；所述Al：Co：Cr：Cu：Fe：Ni的原子比为1：1：1：1：1：1配料。

所述Al、Co、Cr、Cu、Fe和Ni原料均为固态纯原料。