[发明专利]一种强塑性匹配优良的五元高熵合金及其制备方法有效

专利信息
申请号: 201910601266.4 申请日: 2019-07-03
公开(公告)号: CN110229991B 公开(公告)日: 2020-07-03
发明(设计)人: 马丽莉;王家宁;马斌;马国俊;王宣;金培鹏 申请(专利权)人: 青海大学
主分类号: C22C30/00 分类号: C22C30/00;C22C1/02
代理公司: 重庆宏知亿知识产权代理事务所(特殊普通合伙) 50260 代理人: 余义丽
地址: 810016 青*** 国省代码: 青海;63
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摘要:
搜索关键词: 一种 塑性 匹配 优良 五元高熵 合金 及其 制备 方法
【说明书】:

发明公开了一种强塑性匹配优良的五元高熵合金,化学式为AlaCobCrcFedNie(a‑e均为摩尔比),其中1≥a≥0.5,1.2≥b≥0.7,1≥c≥0.4,1≥d≥0.4,2.2≥e≥0.8。进一步,所述a:e为1:1.2~2.5。进一步,所述a为0.8、b为1、c为0.6、d为0.7、e为1.1~2.0。进一步,合金的化学式包括Al0.8CoCr0.6Fe0.7Ni1.1、Al0.8CoCr0.6Fe0.7Ni1.5、Al0.8CoCr0.6Fe0.7Ni1.8和Al0.8CoCr0.6Fe0.7Ni2.0。这种高熵合金兼具高强度和高塑性,能克服现有技术高熵合金强韧性匹配差的问题,同时本发明提供了一种强塑性匹配优良的五元高熵合金的制备方法,这种方法简单、安全、稳定。

技术领域

本发明涉及金属材料及其制备技术领域,具体涉及一种强塑性匹配优良的高熵合金及其制备方法。

背景技术

高熵合金是由五种及以上元素为主要元素构成的合金,且每种元素的原子百分含量在5-35%之间。相比传统合金,高熵合金独特的设计理念及微观结构使其拥有一系列优异的性能。如可观的低温、室温及高温强度,良好的塑性及优异的耐摩擦和抗疲劳性能。然而,随后大量的研究表明单相FCC结构高熵合金塑性较好强度不足,单相BCC结构高熵合金强度较好塑性却较差,也就是说单相结构高熵合金无法同时满足强度和塑性的要求,实现良好的强塑性匹配;而设计具有软/硬相复合效应的双相结构高熵合金被认为是实现合金强韧化最有效的手段之一。

最近,一种新型的高熵合金——共晶高熵合金(EHEA)被提出,由于其具有细密的软硬相交替组织,因此被认为在实现合金强塑性匹配方面有巨大的潜力。但随着研究的进行,部分共晶高熵合金也难以实现良好的强塑性匹配,例如文献(L.Jiang,Z.Q.Cao,J.C.Jie,J.J.Zhang,Y.P.Lu,T.M.Wang,T.J.Li,Effect of Mo and Ni elements onmicrostructure evolution and mechanical propertiesof the CoFeNixVMoy highentropy alloys,Journal of Alloys and Compounds 649(2015)585-590)中报道的CoFeNiVMo0.6和CoFeNi1.4VMo共晶高熵合金,均有较高的断裂强度(接近2000MPa),但其塑性很差(压缩变形量小于5%)。

此外,大部分高熵合金由于主元多、浓度高而具有迟滞扩散的特点,因此在制备过程中经常出现元素偏析,流动性差,易出现组织不均匀。这些制备工艺上的问题严重制约了高熵合金的工程应用与发展。因此,如何合理设计出强塑性匹配良好且易于铸造成型的共晶高熵合金成为了本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

针对大部分高熵合金强韧性匹配差的问题,本发明的目的之一在于提供一种强塑性匹配优良的五元高熵合金,这种高熵合金兼具强度和塑性性能,克服现有高熵合金强韧性匹配差的问题,同时本发明提供了一种强塑性优良的高熵合金的制备方法,这种方法简单、安全、稳定。

为实现上述目的,本发明采用了如下的技术方案:

一种强塑性匹配优良的五元高熵合金,所述高熵合金化学式为AlaCobCrcFedNie,其中a、b、c、d、和e分别对应各自元素的摩尔配比,1≥a≥0.5,1.2≥b≥0.7,1≥c≥0.4,1≥d≥0.4,2.2≥e≥0.8。

进一步,所述a:e为1:1.2~2.5。

进一步,所述a为0.8、b为1、c为0.6、d为0.7、e为1.1~2.0。

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