[发明专利]一种利用TiC弥散相增强Fe50

说明书

本发明公开了一种利用TiC弥散相增强Fe₅₀Mn₂₅Ni₁₀Cr₁₅中熵合金的方法，涉及Fe₅₀Mn₂₅Ni₁₀Cr₁₅中熵合金工程应用领域。利用TiC弥散相增强Fe₅₀Mn₂₅Ni₁₀Cr₁₅中熵合金的方法，包括如下步骤：(1)选取原料FeC合金、Mn、Cr、Ni、Ti，按表达式(Fe₅₀Mn₂₅Ni₁₀Cr₁₅)_100‑x(TiC)_x(0＜x≤1.5，x为原子百分比含量)进行称量配料，将所有原料一起熔炼获得合金液，将合金液铸造成型，得到合金锭。(2)将合金锭进行均匀化退火处理；(3)将合金锭进行轧制或锻造处理，得到合金板；(4)将合金板进行再结晶退火处理，得到在面心立方结构的基体相上均布有TiC弥散相的Fe₅₀Mn₂₅Ni₁₀Cr₁₅中熵合金。本发明制得的Fe₅₀Mn₂₅Ni₁₀Cr₁₅中熵合金的屈服强度大大提高，同时保留了必要的塑性和无Co元素的低成本优势，对开发低成本高强度中熵合金具有重要意义。

技术领域

本发明涉及Fe₅₀Mn₂₅Ni₁₀Cr₁₅中熵合金工程应用领域，具体为一种利用TiC弥散相增强Fe₅₀Mn₂₅Ni₁₀Cr₁₅中熵合金的方法。

背景技术

目前，面心立方结构(FCC)的中/高熵合金由于其在室温和低温下具有优异的力学性能而受到广泛的研究。通过合理的成分及加工工艺设计，中/高熵合金表现出了高塑性、高强度、良好的耐磨性等性能，使其在高能物理、核能、航空航天等重要领域具有巨大应用潜力。

在各种中/高熵合金系列中，均含有Co元素。Co元素是一种战略资源，其在地球上的储量十分有限，所以价格昂贵。这间接提高了中/高熵合金的成本，阻碍了中/高熵合金在工程上的应用。因此，无Co中熵合金被开发设计。

例如，在公告号为CN 110952041 B的发明专利《一种Fe-Mn-Ni-Cr四组元高熵合金》中，就研发了无Co元素的Fe₅₀Mn₂₅Ni₁₀Cr₁₅中熵合金，大大降低了成本。

但Fe₅₀Mn₂₅Ni₁₀Cr₁₅中熵合金的塑性有余而强度较低，尤其是屈服强度和屈强比偏低。

屈服强度是金属发生屈服现象时的屈服极限，当金属受到大于屈服强度的外力作用时，会使金属永久变形；当金属受到小于屈服强度的外力作用时，金属还会恢复原样。

屈强比是指材料的屈服强度与抗拉强度的比值。抗拉强度是金属在静拉伸条件下的最大承载能力。屈强比高表示材料的抗变形能力较强，不易发生塑性变形。

Fe₅₀Mn₂₅Ni₁₀Cr₁₅中熵合金的屈服强度和屈强比偏低，难以满足工程应用的需要，从而在工程应用上会很受限。

故而，如何能够在保留Fe₅₀Mn₂₅Ni₁₀Cr₁₅中熵合金必要塑性的同时，又能提高其屈服强度和屈强比，是本领域的技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容