合金元素对高熵合金微观组织与力学性能的影响

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高熵合金是一种力学、物理及化学性能优良的合金材料,展示出其在强韧性、电磁性、热稳定性等方面具有的潜在应用价值。主要针对Fe Ni(Co)系高熵合金,研究了Al、Cr、Ti元素对高熵合金微观组织和力学性能的影响。采用真空电弧熔炼制备了Fe Ni Co Al系高熵合金、Fe Ni Co Al Cr系高熵合金和Fe Ni Cr Nb Ti系高熵合金,并对高熵合金的微观组织结构和力学性能进行了表征。对Fe1.9Ni2.1Co Alx系高熵合金研究发现,随着Al元素占比的升高,Al元素促进了合金的组织结构由单一的FCC相逐渐向单一的BCC相转变,晶格畸变程度增大,Fe1.9Ni2.1Co Al1.5合金的硬度和屈服强度达到了最高,分别为479.75HV和940.56MPa。在Fe Ni Co Al体系基础上添加Cr元素,研究了Cr元素对微观组织和力学性能的影响。对Fe Ni3Co Al Crx系高熵合金研究发现,Cr元素在低浓度时促进了FCC相的形成,Cr元素在高浓度时促进了BCC相的形成。随着Cr元素占比的升高,合金的显微硬度和压缩屈服强度随着Cr元素的添加,也出现先下降后上升的趋势。为降低成本,用Cr元素代替Co元素,同时在合金中添加Nb、Ti以形成多相结构强化合金,研究了Ti/Nb元素比值对合金组织和性能的影响。对Fe Ni Cr Nb0.45Tix系高熵合金的研究发现,Ti元素促进合金中HCP和BCC相(硬相)的形成,随着Ti/Nb元素比值的升高,合金的显微硬度逐渐升高,但随着合金中硬脆相(HCP+BCC相)体积分数的升高,合金的塑性几乎完全丧失。图26幅;表18个;参91篇。
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