[发明专利]一种高强度高耐磨性中熵合金及其制备方法

权利要求书

1.一种高强度高耐磨性中熵合金，其特征在于：该中熵合金的成分为(Co_1.1CrNi_0.9)_100-x(Al_0.4Ti_0.6)_x，其中x为摩尔比，x的取值范围为10~20；各组成按下述原子百分比计，经机械合金化过程和放电等离子烧结制得：Co为29.3~33.0 at.%，Cr为26.7~30.0 at.%，Ni为24.0~27.0 at.%，Al为4.0~8.0 at.%，Ti为6.0~12.0 at.%；该中熵合金为一种以FCC相主导的、并伴有异质性BCC相的耦合固溶体，其在室温的压缩屈服强度不低于1.6 GPa，极限压缩强度不低于2.0 GPa，工程塑性应变不低于10.5 %；同时，在室温、600℃和800℃的磨损率维持在10^-5mm³/Nm数量级；

其制备方法，包括以下步骤：

⑴按配比分别称量Co粉、Cr粉、Ni粉、Al粉和Ti粉作为原料；所述Co粉、Cr粉、Ni粉、Al粉和Ti粉均为颗粒状，其粒度均为20~38μm，纯度99.9 %；

⑵将所述Co粉、Cr粉、Ni粉、Al粉和Ti粉放入硬质合金罐中，采用行星式高能球磨机在磨球为硬质合金球、球料比为3:1~4.5:1、转速为250~300r/min、保护气体为氩气的条件下混合32~48h，得到合金化粉末；

⑶在所述合金化粉末中加入无水乙醇，并放入行星式高能球磨机，在磨球为硬质合金球、球料比为3:1、转速为200r/min的条件下混合5h，即得均匀化的细晶粉末；

⑷所述细晶粉末经真空干燥至恒重，即得干燥的合金化粉末；

⑸所述干燥的合金化粉末经放电等离子烧结，即得中熵合金；所述放电等离子烧结的条件是指真空度低于10Pa，烧结温度为1080~1200℃，施加压力为35~45MPa，平均升温速率为75℃/min，保温时间为5~10min。

2.如权利要求1所述的一种高强度高耐磨性中熵合金，其特征在于：所述放电等离子烧结中的加热过程是指由室温升到575℃的加热速率为95~105℃/min，由575℃升到850℃的加热速率为60~70℃/min，由850℃升到1080~1200℃的加热速率为65~75℃/min。