[发明专利]一种纳米超细晶高熵合金及其制备方法

摘要

本发明公开了一种纳米超细晶高熵合金及其制备方法，所述高熵合金为Al_xCoCrFeNi(x=0.1~0.45)，制备方法为：将真空熔炼的铸锭进行均匀化热处理，将上述热处理后的高熵合金铸锭进行50%压下量的冷轧预处理，冷轧后的样品再利用齿轮状的轧辊进行轧制，获得扭曲折皱的工件，折皱的工件再进行冷轧‑压直，这时工件获得第二次形变加工，工件在如此反复的加工下晶粒逐步细化获得高强高韧的纳米超细晶高熵合金。本发明提供的折皱‑冷轧的方法在几乎不改变试样的外观尺寸的同时可以实现无限变形量，大大提高强度，对于一些特殊要求的工件非常适用；且工艺简单易于实现，可广泛应用于高强度高硬度要求的工况条件。

主权项

1.一种纳米超细晶高熵合金的制备方法，所述纳米超细晶高熵合金为单相面心立方结构，成分为Al_xCoCrFeNi，代表各元素Al、Co、Cr、Fe、Ni的摩尔比为x：1：1：1：1；其中，x=0.1~0.45；其特征在于：将采用的合金冶炼原料Al、Co、Cr、Fe和Ni元素按照摩尔比x：1：1：1：1进行精确称量配比并净化金属表面氧化物；将配好的原料放在WK‑Ⅱ型真空电弧炉的水冷铜模熔炼池中的槽内，抽真空‑充氩气，熔炼电流为250 ~ 320安培，时间为30‑60秒，待合金充分熔化后，将合金块翻转，之后将合金锭放入水冷铜模的槽内，调节熔炼电流在250~320 安培，待合金熔化均匀后，打开吸铸吸气阀，利用泵内真空进行吸铸，待合金模具冷却后取出，即得到高熵合金；所述制备方法按以下步骤进行：（1）将采用的合金冶炼原料Al、Co、Cr、Fe和Ni元素按照摩尔比x：1：1：1：1进行精确称量配比并净化金属表面氧化物；（2）将配好的原料放在WK‑Ⅱ型真空电弧炉的水冷铜模熔炼池中的槽内，抽真空‑充氩气，熔炼电流为250~320安培，时间为30‑60秒，待合金充分熔化后，将合金块翻转，之后将合金锭放入水冷铜模的槽内，调节熔炼电流为250~320安培，待合金熔化均匀后，打开吸铸吸气阀，利用泵内真空进行吸铸，待合金模具冷却后取出，即得到高熵合金；（3）将吸铸的高熵合金铸锭在1100 ℃均匀化热处理5小时获得成分均匀的等轴晶组织；（4）将均匀化处理过的合金在CR‑140型轧机进行50%压下量的冷轧预处理；（5）将冷轧后的样品进行折皱处理，工件经过齿轮状的轧辊轧制，工件扭曲变形，且没有压下量工件获得第一次形变加工；工件出轧辊后进行冷轧，将扭曲的工件压直，通过折皱1~2道次‑冷轧到70% 处理获得试样。