[发明专利]一种CoCrNiSi中熵合金及其制备方法

说明书

本发明提供了一种CoCrNiSi中熵合金及其制备方法，属于新材料制备领域。本发明提供的CoCrNiSi中熵合金中Co、Cr、Ni、Si元素的物质的量之比为Co：Cr：Ni：Si＝(0.5～1.5)：(0.5～1.5)：(0.5～1.5)：(0.35～0.55)。本发明是以CoCrNi合金体系为基体，通过添加非金属元素Si实现CoCrNi合金体系的析出强化，制备出具有高强度的CoCrNiSi中熵合金。实施例的结果显示，本发明提供的CoCrNiSi中熵合金的屈服强度可达到610～720MPa。

技术领域

本发明涉及新材料制备领域，具体涉及一种CoCrNiSi中熵合金及其制备方法。

背景技术

具有面心立方结构的CoCrNi(原子比1:1:1)合金由于具有十分优异的断裂韧性，被应用于机车柴油机、核电站阀门、船舶柴油机及各种航空器上。但是，通常铸态的CoCrNi中熵合金，其屈服强度较低(200MPa左右)，强韧性能不匹配，使其在使用条件苛刻的结构应用中抵抗变形的能力较差，难以保持器件原有结构，导致器件性能不稳定，因而提高铸态CoCrNi中熵合金的屈服强度是现有技术亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种CoCrNiSi中熵合金，本发明的CoCrNiSi中熵合金具有高的屈服强度。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种CoCrNiSi中熵合金，所述CoCrNiSi中熵合金中Co、Cr、Ni、Si元素的物质的量之比为Co：Cr：Ni：Si＝(0.5～1.5)：(0.5～1.5)：(0.5～1.5)：(0.35～0.55)。

优选的，所述CoCrNiSi中熵合金中Co、Cr、Ni、Si元素的物质的量之比为Co：Cr：Ni：Si＝(0.6～1.2)：(0.6～1.2)：(0.6～1.2)：(0.38～0.55)。

优选的，所述CoCrNiSi中熵合金中Co、Cr、Ni、Si元素的物质的量之比为Co：Cr：Ni：Si＝(0.8～1.1)：(0.8～1.1)：(0.8～1.1)：(0.4～0.55)。

优选的，所述CoCrNiSi中熵合金中Co、Cr、Ni、Si元素的物质的量之比为Co：Cr：Ni：Si＝(0.9～1)：(0.9～1)：(0.9～1)：(0.48～0.55)。

本发明还提供了上述技术方案所述的CoCrNiSi中熵合金的制备方法，包括以下步骤：

(1)将合金原料进行熔炼，冷却后得到铸锭；

(2)将所述步骤(1)得到的铸锭进行均匀化退火，得到CoCrNiSi中熵合金。

优选的，在所述合金原料在熔炼之前进行预处理。

优选的，所述步骤(1)中熔炼的温度为800～2000℃，熔炼的时间为30～60min。

优选的，所述步骤(1)中冷却的方式为随炉冷却至室温。

优选的，所述步骤(2)中均匀化退火的升温速率为7～15℃/min。

优选的，所述步骤(2)中均匀化退火的保温温度为450～650℃，均匀化退火的保温时间为20～40min。