[发明专利]兼具高强度和高弹性应变的TiHfFeNiNbx

权利要求书

1.一种兼具高强度和高弹性应变的TiHfFeNiNb_x定向凝固高熵合金，其特征在于：该定向凝固高熵合金的原子百分比表达式为Ti₃₀Hf₁₀Fe₁₀Ni₃₀Nb₂₀；

所述兼具高强度和高弹性应变的TiHfFeNiNb_x定向凝固高熵合金的制备方法，包括以下步骤：

步骤1).按照所述高熵合金成分，将原子百分比换算成质量百分比称取配料；

步骤2).将所称取的原料一一去除表面的氧化皮，并用工业乙醇超声清洗；

步骤3).将处理好的原料根据熔点由低至高的顺序放在真空非自耗电弧炉的铜坩埚中；并在剩余的铜坩埚中放入海绵钛；

步骤4).将熔炼炉内的真空室抽至真空度为1×10^-3~5×10^-3Pa后，向炉内充入-0.05~-0.1MPa的氩气，重复多次熔炼均匀后得到纽扣状铸锭；

步骤5).将纽扣状铸锭放入EdmundBuehler电弧炉中，熔炼后将液体翻转进铜模具中，获得φ(0.5~1.2)×(3~20)cm的母棒；

步骤6).使用光学浮区炉，将母棒底部融化，凝固在同样成分的底座上，并将光聚焦点逐步上移，通过控制光聚焦点上移速度从而控制定向凝固的生长速度，生长速度范围为1~180mm/h，定向凝固过程中旋转速度范围为0~60rpm；

所述TiHfFeNiNb_x定向凝固高熵合金微观组织为由富Nb的BCC相与贫Nb的B2相组成的不规则共晶组织；

所述定向凝固高熵合金压缩屈服强度范围为1600MPa~2174MPa，弹性应变范围为2.52%~3.73%。

2.按照权利要求1所述兼具高强度和高弹性应变的TiHfFeNiNb_x定向凝固高熵合金，其特征在于：组成元素钛、铌、铪、铁和镍的纯度均≥99.9%，且纯金属原材料均为块状或颗粒状。

3.一种权利要求1所述兼具高强度和高弹性应变的TiHfFeNiNb_x定向凝固高熵合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1).按照所述高熵合金成分，将原子百分比换算成质量百分比称取配料；

步骤2).将所称取的原料一一去除表面的氧化皮，并用工业乙醇超声清洗；

步骤3).将处理好的原料根据熔点由低至高的顺序放在真空非自耗电弧炉的铜坩埚中；并在剩余的铜坩埚中放入海绵钛；

步骤4).将熔炼炉内的真空室抽至真空度为1×10^-3~5×10^-3Pa后，向炉内充入-0.05~-0.1MPa的氩气，重复多次熔炼均匀后得到纽扣状铸锭；

步骤5).将纽扣状铸锭放入EdmundBuehler电弧炉中，熔炼后将液体翻转进铜模具中，获得φ(0.5~1.2)×(3~20)cm的母棒；

步骤6).使用光学浮区炉，将母棒底部融化，凝固在同样成分的底座上，并将光聚焦点逐步上移，通过控制光聚焦点上移速度从而控制定向凝固的生长速度，生长速度范围为1~180mm/h，定向凝固过程中旋转速度范围为0~60rpm。

4.按照权利要求3所述兼具高强度和高弹性应变的TiHfFeNiNb_x定向凝固高熵合金的制备方法，其特征在于：步骤1)中，原料Ti为海绵钛，Nb为铌颗粒，Hf为结晶铪，Fe为铁块，Ni为镍颗粒。

5.按照权利要求3所述兼具高强度和高弹性应变的TiHfFeNiNb_x定向凝固高熵合金的制备方法，其特征在于：步骤4)中，重复多次熔炼均匀的过程中需开启磁搅拌，熔炼次数为4次。