FeCrVTi基高熵合金微觀組織及性能研究.pdf

1、高熵合金是一種新型合金設(shè)計理念，具有較高的混合熵，從而抑制金屬間化合物的出現(xiàn)，獲得簡單結(jié)構(gòu)的固溶體組織。高熵合金具有高強度、高硬度、優(yōu)異的高溫力學(xué)性能等特性，并且高熵合金的成分選擇靈活，能發(fā)揮各主元的特性，具有廣泛的潛在應(yīng)用。耐高溫、抗輻照的結(jié)構(gòu)材料是核反應(yīng)堆的關(guān)鍵材料，高熵合金概念的提出為開發(fā)此材料提供了新的思路。本文以FeCrVTi系高熵合金為對象，研究了元素添加及含量的改變和熱處理工藝對高熵合金微觀組織及力學(xué)性能的影響，得到的主要

2、結(jié)論如下:
　　添加不同的元素對等摩爾比FeCrVTi系高熵合金的微觀組織和力學(xué)性能有很大的影響。合金主要由BCC相組成，其硬度與合金體系的Ω值成反比，合金比較脆，大多在彈性階段就發(fā)生斷裂。由BCC1及BCC2相組成的FeCrVTiMo高熵合金具有較高的屈服強度，其鑄態(tài)抗壓強度隨溫度的升高而先升高然后降低，斷裂方式由脆斷變?yōu)轫g斷。在1250℃高溫均勻化12h后，合金的抗壓強度和塑性下降程度較少，而經(jīng)過700℃長時間的時效處理后，合

3、金出現(xiàn)共析反應(yīng)有初生α鈦相析出，合金的塑性及抗壓強度下降。
　　為了提高合金的力學(xué)性能，基于價電子濃度理論，設(shè)計了Fe3.5Cr1.2V1.5Ti1.5Mn1X0.3(X=Mo，W)非等摩爾比高熵合金。結(jié)果表明，鑄態(tài)合金的組織較為均勻，在高溫下仍能保持較高的抗壓強度。經(jīng)700℃時效處理之后，有初生及次生α鈦相出現(xiàn)，細(xì)小彌散的次生α鈦相可以提高合金的抗壓強度，但隨著時效時間的延長，次生α鈦相長大導(dǎo)致合金的力學(xué)性能下降。相較于FeCr

4、VTiMo高熵合金，F(xiàn)e3.5Cr1.2V1.5Ti1.5Mn1X0.3系高熵合金經(jīng)長時間時效過后抗壓強度有顯著提高。
　　為了使合金中具有FCC相并提高合金的塑性，設(shè)計了價電子濃度值為7.95的Fe35Cr20Mn10Cu25V10高熵合金。研究發(fā)現(xiàn)其由BCC結(jié)構(gòu)的母相和具有納米尺寸的FCC富銅析出相組成。鑄態(tài)合金的屈服強度為577 MPa，壓縮應(yīng)變大于10％，塑性較好。經(jīng)700℃，1500 h時效之后，合金的硬度和屈服強度增加