[发明专利]一种具有梯度晶粒结构的高强韧性高熵合金与制备方法

摘要

本发明提供一种具有梯度晶粒结构的高强韧性高熵合金及其制备方法。该合金为新型CoCrFeNi高熵合金，并本发明为一种具有梯度晶粒结构的高强韧性高熵合金与制备方法。所述高熵合金是CoCrFeNi合金，其形貌为单相面心立方结构；所述高熵合金各组分的原子百分比为：Co:38～42％，Cr:24～26％，Fe:8～12％，Ni:24～26％，且各组分原子百分比总和为100％。本发明通过提高合金中Co元素含量，配合温轧工艺降低制备过程轧制抗力，随后进行低温退火工艺得到具有梯度晶粒结构的高熵合金，在保证其塑性的同时提高高熵合金的强度。

主权项

1.一种具有梯度晶粒结构的高强韧性高熵合金，其特征为所述高熵合金是CoCrFeNi合金，其形貌为单相面心立方结构；所述高熵合金各组分的原子百分比为：Co:38～42％，Cr:24～26％，Fe:8～12％，Ni:24～26％，且各组分原子百分比总和为100％；所述的具有梯度晶粒结构的高强韧性高熵合金的制备方法，包括以下步骤：步骤一：将清洗后的纯金属按照所述的原子百分比，将纯Co、纯Cr、纯Fe和纯Ni按熔点由低至高的顺序从下至上堆放于熔炼炉内，真空度等于10^‑3MPa时，然后充入氩气，在1200～1300℃、搅拌下进行熔炼20～30分钟，得到合金锭；步骤二：重复步骤一中的熔炼‑自然冷却过程4～5次，得到铸态试样；步骤三：将步骤二得到的铸态试样放置在电阻炉中，1150℃～1250℃保温3‑5h的固溶处理，然后取出水淬，得到均匀化处理的高熵合金试样；步骤四：利用线切割技术将步骤三得到均匀化处理的高熵合金试样切割成片材，对轧制样表面进行平整打磨和清洗，随后温轧；在500℃～600℃下保温10～20min，每次轧制压下量为10～30％，轧制道次为5～10次，轧制总压下量为70～90％，并空冷至室温，轧辊速度6～10km/h；步骤五：将步骤四得到的温轧试样放置在电阻炉中，600℃～800℃保温10～20min，得到所述的具有梯度晶粒结构的高强韧性高熵合金。