AlFeCrCoNi-Zrx系高熵合金的顯微組織和性能研究.pdf

1、高熵合金通常是指由五個(gè)以上的元素組元按照等原子比或接近于等原子比合金化，其混合熵高于合金的熔化熵，一般形成高熵固溶體相的一類(lèi)合金。高熵合金是材料科學(xué)和凝聚態(tài)物理領(lǐng)域中一個(gè)新的研究熱點(diǎn)。根據(jù)不同元素在高熵合金中的影響作用，通過(guò)合金成分優(yōu)化設(shè)計(jì)和制備找到高性能的高熵合金，具有重要的理論和實(shí)際意義。
　　本文在通過(guò)合金的成分設(shè)計(jì)和真空電弧自耗熔煉技術(shù)制備AlFeCrCoNi-Zrx系高熵合金的基礎(chǔ)上，首先，采用XRD、OM、SEM-BS

2、E和EDS分析了其相結(jié)構(gòu)、微觀組織。其次，利用顯微硬度儀和萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)等設(shè)備測(cè)試了合金的顯微硬度、壓縮性能，同時(shí)研究了退火處理對(duì)AlFeCrCoNi-Zr0.003和AlFeCrCoNi-Zr0.008兩種高熵合金壓縮性能的影響。最后，采用全浸腐蝕試驗(yàn)和PARSTAT2273型電化學(xué)工作站分別研究了AlFeCrCoNi-Zrx系高熵合金在0.5M H2SO4溶液中的化學(xué)腐蝕性和在0.5M H2SO4溶液和3.5wt.％NaCl溶液兩種介質(zhì)

3、中的電化學(xué)腐蝕性，并與相同條件下304不銹鋼的耐蝕性進(jìn)行了比較。得出了如下主要結(jié)論:
　　隨著Zr含量逐漸增加，AlFeCrCoNi-Zrx系高熵合金的相結(jié)構(gòu)由有序BCC+BCC固溶相轉(zhuǎn)變?yōu)橛行騆eave+BCC相;當(dāng)x＜0.2時(shí)，BCC相為主相，Zr的摻雜導(dǎo)致組織形成調(diào)幅分解;當(dāng)Zr所占原子比超過(guò)0.2并不斷增加至1時(shí)，有序Leave相百分比不斷增加，最終BCC固溶相和有序Leave相同時(shí)形核、生長(zhǎng)形成共晶組織。
　　Al

4、FeCrCoNi中添加少量Zr時(shí)，有利于提高合金的力學(xué)性能，即AlFeCrCoNi-Zr0.008高熵合金的壓縮屈服強(qiáng)度達(dá)到1560MPa，斷裂強(qiáng)度高達(dá)3513MPa，最大壓縮應(yīng)變?yōu)?6.0％，顯示出優(yōu)異的力學(xué)性能;但是，當(dāng)Zr原子比為0.1～1時(shí)，隨著Zr元素含量增加，壓縮屈服強(qiáng)度不斷提高，斷裂強(qiáng)度和最大壓縮應(yīng)變則迅速下降。
　　Zr元素的添加有利于提高AlFeCrCoNi高熵合金的耐蝕性。AlFeCrCoNi-Zrx系高熵合金