AlCoCrFeNiSi系多主元高熵合金的組織結(jié)構(gòu)與性能研究.pdf

1、2004年首次公開發(fā)表的高熵合金概念引發(fā)了有關(guān)多主元合金的研究熱潮。高熵合金一般被定義為由五個或五個以上的主要元素組成，其中每種主要元素的原子百分比在5％-35％之間，一般形成固溶體的一類合金。這一合金成分設(shè)計理念突破了以一種合金元素為基的傳統(tǒng)合金設(shè)計模式，并且可以通過合金成分優(yōu)化設(shè)計，使高熵合金具有優(yōu)異的綜合性能。
　　 本文采用真空電弧熔煉爐制備了不同Si含量的Al0.25CoCrFeNiSix和Al1.25CoCrFeNi

2、Six合金，并對各合金進行了800℃，保溫24h的熱處理。通過XRD、OM、SEM、EDS分析Si含量和熱處理對合金相組成和微觀組織的影響，同時對各合金硬度、電性能和磁性能進行測試分析。
　　 研究表明:Al0.25CrFeNiSix系合金，隨著Si元素的增多，合金相結(jié)構(gòu)由FCC相(x=0，0.2)向FCC+BCC混合相物(x=0.4，0.6)，最后至BCC+金屬間化合物相(x=0.8)轉(zhuǎn)變。合金的組織由枝晶形態(tài)向六角狀枝晶形態(tài)

3、轉(zhuǎn)變。退火處理后，當(dāng)Si元素含量較低時x≤0.4，合金的組成物相基本未發(fā)生改變，當(dāng)Si元素含量較高x≥0.6時，合金中出現(xiàn)更多的金屬間化合物。
　　 Al1.25CoCrFeNiSix系合金，當(dāng)Si元素含量x≤0.4時，合金的相結(jié)構(gòu)由有序BCC相與無序BCC相組成。當(dāng)x≥0.6合金中出現(xiàn)Cr3Si金屬間化合物，合金相結(jié)構(gòu)由有序BCC+無序BCC+金屬間化合物組成。退火處理對合金相結(jié)構(gòu)影響不大，只是在Si元素含量較高時x≥0.6，

4、合金中的化合物相含量上升。對合金微觀組織分析表明，在鑄態(tài)合金系中觀察到大量的球狀納米析出物，并且隨著Si元素的增多，球狀納米析出物尺寸減小，退火處理后，某些合金依然存在納米析出組織，但析出物尺寸增大。
　　 各合金的硬度測試表明，Al0.25CoCrFeNiSix和Al1.25CoCrFeNiSix合金的硬度隨著Si元素含量的增多而增大，退火處理后，各合金的硬度沒有出現(xiàn)明顯下降，說明各合金具有優(yōu)異的抗回火軟化能力。合金電性能測試

5、表明，各合金具有較大的電阻率，其室溫電阻率在108.6-170.4μΩ·cm范圍。另外發(fā)現(xiàn)鑄態(tài)與退火態(tài)Al0.25CoCrFeNi、Al1.25CoCrFeNi合金在低溫處出現(xiàn)類近藤效應(yīng)。磁性能測試表明，Al0.25CoCrFeNiSix系合金隨著Si元素的增多由室溫順磁性向室溫鐵磁性轉(zhuǎn)變，而鑄態(tài)與退火態(tài)Al1.25CoCrFeNiSix合金均具有室溫鐵磁性。通過熱磁曲線證明Al1.25CoCrFeNiSix合金系的BCC相由兩種BCC