【摘 要】
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高熵合金因其独特的性能受到了广泛的关注,本文以FeCoCrNi作为合金体系,研究了不同元素对FeCoCrNi高熵合金组织及性能的影响。将Mo、Ti、Zr金属元素添加到FeCoCrNi合金中,形成FeCoCrNi X（X=Mo、Ti、Zr）五元高熵合金,分析合金元素如何影响FeCoCrNi高熵合金中主要金属间化合物的类型。我们研究了在FeCoCrNi X五元高熵合金中,不同的金属间化合物如何影响Fe
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高熵合金因其独特的性能受到了广泛的关注,本文以FeCoCrNi作为合金体系,研究了不同元素对FeCoCrNi高熵合金组织及性能的影响。将Mo、Ti、Zr金属元素添加到FeCoCrNi合金中,形成FeCoCrNi X（X=Mo、Ti、Zr）五元高熵合金,分析合金元素如何影响FeCoCrNi高熵合金中主要金属间化合物的类型。我们研究了在FeCoCrNi X五元高熵合金中,不同的金属间化合物如何影响FeCoCrNi高熵合金的耐腐蚀性、压缩力学性能和磁性能等。并且高熵、缓慢扩散效应使得高熵合金具有优异的热稳定性,因此我们探究了在不同退火温度下的合金的相稳定性与力学性能差异。（1）FeCoCrNi Mo合金呈典型的树枝晶结构。FeCoCrNi Ti合金枝晶间有许多长条状结构,该枝晶间由富（Ni,Ti）的η相组成。FeCoCrNi Zr合金的枝晶呈片层状结构,形态显示为典型的亚共晶结构。FeCoCrNi Mo合金由面心立方相、σ相和μ相多相构成。FeCoCrNi Ti合金由面心立方相和η相结构组成。在FeCoCrNi Zr合金中检测到体心立方相和C15 Laves相。FeCoCrNi X（X=Mo、Ti、Zr）五元高熵合金主要的金属间化合物相属于拓扑密排相。（2）在三种FeCoCrNi X（X=Mo、Ti、Zr）五元高熵合金中,添加Mo元素对硬度影响最大。添加Mo元素导致固溶度提高所引起的固溶强化和细晶强化效果高于Zr和Ti元素。FeCoCrNi X（X=Mo、Ti、Zr）五元高熵合金抗压强度分别为2023.5MPa、1001.1MPa、531.2MPa。FeCoCrNi Mo合金断裂机制为沿晶脆性断裂和解理断裂。FeCoCrNi Ti合金断裂机制为典型的解理断裂。FeCoCrNi Zr合金断裂机制为沿晶脆性断裂和解理断裂。FeCoCrNi X（X=Mo、Ti、Zr）高熵合金在-0.25～1V电压范围内均未观察到点蚀电位,说明合金表面具有较高的耐点蚀性,添加Ti元素后的合金极化电阻显著高于添加Mo、Zr元素的合金极化电阻,FeCoCrNi Ti合金的腐蚀电位最高,因此FeCoCrNi Ti合金具有最稳定的钝化层。添加Mo、Zr元素后,合金呈现铁磁性,而添加Ti元素呈现顺磁性。（3）同步热分析表明FeCoCrNi系五元高熵合金热稳定性良好。退火处理后的FeCoCrNi Mo合金仍由面心立方相和σ相构成。σ相和μ相金属间化合物可在600℃稳定存在。在退火温度为800℃时,FeCoCrNi Mo合金显微硬度值最高为699.96HV0.2,抗压强度最高为2180.5MPa。FeCoCrNi Ti合金在退火温度为600℃时,出现了C14Laves相。在经过800℃退火处理时,部分面心立方固溶体相转化为σ相。在退火温度为600℃时,合金显微硬度值达到最高为982.86HV0.2,此时抗压强度达到最高值1270MPa。FeCoCrNi Zr合金在800℃和1000℃退火后出现新的次要相,σ相对应于峰值强度较低。随着退火温度的升高,Cr元素逐渐向枝晶间偏析,Ni元素向着枝晶扩散偏析。Fe、Co、Zr元素在不同退火温度下枝晶与枝晶间的含量变化不大。但在800℃退火温度下,由于枝晶间析出了一些化学计量比为Zr Fe3的σ相,所以枝晶间Zr元素含量有所提升。在800℃退火温度下FeCoCrNi Zr合金的显微硬度达到最大值915.94HV0.2。随着退火温度的提高,合金的抗压强度从531.2MPa提高到1164.2MPa。不同退火温度下,FeCoCrNi Zr合金的塑性基本没有太大的变化。抗压强度的提高是C15 Laves相的硬化和Zr原子的固溶强化共同作用的结果。图[34]表[15]参[99]
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