[发明专利]一种含共晶组织的高熵合金及其制备方法

说明书

本发明公开了一种含共晶组织的高熵合金按照原子百分比为(NiAl)100‑3xMoxCrxVx，7.5≤x≤10，其中，Ni、Al为等原子比；本发明还公开了该含共晶组织的高熵合金的制备方法，具体为，先按照原子比称取原料，然后对原料进行酸洗，最后在熔炼炉中进行熔炼得到含共晶组织的高熵合金。通过本发明的方法制备得到的高熵合金具有优异的强度和韧性。

技术领域

本发明属于高熵合金材料技术领域，涉及一种含共晶组织的高熵合金，本发明还涉及上述高熵合金的制备方法。

背景技术

对于目前研究的NiAl合金，因为其熔点高、密度低、导热性好和抗氧化性能优异等优点在航空航天领域具有广阔的应用前景，但是其室温韧性差和高温强度低限制了其应用。为了改善其性能，通常单一添加大量的元素(如Mo、Cr、V等引入金属相)形成NiAl基共晶合金，其断裂韧性能够得到明显提高，但是其高温强度较低。而向NiAl中添加Ta、Nb引入Laves相后，高温强度能够明显提高，但是断裂韧性明显降低。因此，对于目前的NiAl合金，很难同时获得高的强度和韧性。

发明内容

本发明的目的是提供一种含共晶组织的高熵合金，解决了现有技术中存在的NiAl合金室温韧性差和高温强度低的问题。

本发明的另一目的是提供上述含共晶组织的高熵合金的制备方法。

本发明所采用的技术方案是，一种含共晶组织的高熵合金，按照原子百分比为(NiAl)100-3xMoxCrxVx，7.5≤x≤10，其中，Ni、Al为等原子比。

本发明所采用的另一种技术方案是，一种含共晶组织的高熵合金的制备方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、按照(NiAl)100-3xMoxCrxVx，7.5≤x≤10的原子比分别称取Ni块、Al块、Cr片、Mo丝和V块；

步骤2、通过酸洗分别对Ni块、Al块、和Mo丝表面进行预处理；

步骤3、采用高真空非自耗电弧熔炼对原料进行熔炼得到含共晶组织的高熵合金。

本发明另一技术方案的特点还在于：

步骤1中称取的Ni块纯度为99.96％、Al块纯度为99.99％、Cr片纯度为99.90％、Mo丝纯度为99.95％、V块纯度为99.90％。

步骤2具体为，采用体积比为1:1:2.0～3.0的HF、HNO3和水清洗状Ni块，清洗10～20min，采用体积比为1:1.5～2.0的HCl和水清洗Al块，清洗10～20min，采用体积比为1:1.5～2.0的HNO3和水清洗Mo丝，清洗5～10min，分别清洗完成后将Ni块、Al块、和Mo丝分别放入不同容器中，加入酒精浸泡5～10min，去除表面附着的杂质以及酸，最后对经过酒精浸泡的Ni块、Al块、和Mo丝进行烘干备用。

步骤3具体按照以下步骤实施：

步骤3.1、对电弧熔炼炉进行抽真空，抽真空至5×10^-3Pa～4×10^-3Pa，再通入纯度为99.9％的氩气至-0.06Mpa作为保护气氛；

步骤3.2、对Ni块、Al块、Cr片、Mo丝和V块进行初次熔炼，熔炼电流为500～550A，熔炼时间为1-2min，然后打开磁搅拌，磁搅拌电流为8～10A，时间为5～6min，搅拌结束后冷却得到初次熔炼合金锭；

步骤3.3、在真空条件下使用机械臂将初次熔炼合金锭在坩埚内翻转，然后将步骤3.2重复3-5次得到含共晶组织的高熵合金。