[发明专利]一种高性能高熵合金及其加工方法

摘要

本发明公开了一种高性能高熵合金及其加工方法，通过在Fe₄₀Mn₄₀Co₁₀Cr₁₀合金中引入一定含量的碳元素，与基体形成间隙固溶体，一方面可以有效降低材料的层错能，使得在室温条件下就可以诱发孪晶，另一方面碳元素可以通过固溶和析出碳化物为基体提供额外的强度增量。本发明碳元素作为良好的间隙原子以及碳化物作为有效的析出强化相，通过最后步骤中在较高温度较长时间保温，锻态组织被部分或完全消除，部分析出相溶解形成近单相结构后，合金即可在更高性能水平的基础上重新具备较大的性能可调控空间，有利于通过其他强化方式如形变强化和析出强化的组合进行进一步的强化，获得更加合理的强度和塑性搭配，而且总体合金元素的含量合理，成本低，具备较强的经济性。

主权项

1.一种高性能高熵合金的加工方法，熔炼得到的高性能高熵合金的晶粒尺寸为100‑300μm；其特征在于，所述加工方法包括以下步骤：1)按照母合金(Fe40Mn40Co10Cr10)100‑xCx的名义成分配料并进行熔炼，获得晶粒尺寸在100‑300μm之间的铸态合金；其中，0＜x≤10at％；2)若熔炼母合金的质量和选择的熔炼方法使合金参考GB/T 13298‑2015取样时均匀性和致密度符合GB/T 11352‑2009和GB/T 7233的规定，则执行步骤3)；否则执行步骤4)；3)通过调节铸态合金的含碳量，若调节后合金的抗拉强度和塑性满足实际服役要求，则采纳使用；否则执行步骤4)；其中，实际服役要求为抗拉强度在500～2000MPa之间和塑性在10～100％之间的强度‑塑性搭配要求；4)在真空退火炉内，对步骤1)获得的铸态合金在1000‑1300℃之间均匀化退火8‑24h；5)对均匀化后的合金进行镦拔处理，始锻温度1000‑1100℃，终锻温度950‑1000℃；6)对镦拔后的合金在较低温度进一步锻造，始锻温度900‑1000℃，终锻温度850‑900℃；7)若锻造完成后的材料的强度和塑性满足实际服役要求，则采纳使用；否则执行步骤8)；8)对锻造完成后的合金在真空炉内在850～1100℃的温度下进行热处理，时间10‑60min；9)若合金的强度和塑性满足实际服役要求，则采纳使用；否则执行终止条件判断，若符合终止条件则终止加工，废弃合金，否则返回执行步骤3)；所述终止条件为：若合金的碳含量在x＝5或10时，合金的强度和塑性通过步骤3)‑8)的处理后，仍然不能满足实际服役要求，则终止加工，废弃合金。