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高熵合金是近些年来受到研究领域关注的一类新型合金。现有的高熵合金主要是选择密度较大的Co,Cr,Fe,Ni,Mn等过渡族金属元素作为主元素。本文选择Al,Mg,Ti,Ca,Li等密度较小的金属元素作为主元素,尝试制备高比强度的轻质高熵合金。本文根据已有的高熵合金固溶体形成理论设计了8组合金的配方,采用真空感应炉熔炼,并用直径为20mm的钢模和直径为5mm的铜模分别铸造两种冷却速度不同的试样用以对比。通过XRD,SEM和EDS对合金的相组成与组织结构进行了分析,并利用万能试验机对合金的力学性能进行测试,利用阿基米德法测定合金的密度,计算其比强度,对合金的成分进行化学成分分析以验证成分设计理论的准确性。研究结果表明,Al-Mg-Zn-Sn-Cu系合金中Mg元素与Sn元素首先结合生成Mg2Sn相,多余的Sn元素在晶间富集。Al,Cu,Zn三种元素在原子含量相差不大时,会生成Al4.2Cu3.2Zn0.7相,但当相差太多时,会生成更稳定的金属间化合物,如CuAl2等。高熵效应使合金获得了较好的力学性能。其中,Al7MgSnCu4.6Zn6.4合金的强度与硬度均较高,它比强度达到2.245×105(N/m2)/(kg/m3),而冷却速度较快的试样的硬度为270.75HV。对于Al-Mg-Zn-Sn-Cu-Ti系合金, Mg和Ti不共存于同一相中。其中,Al7Mg3.6Cu1.2Zn7Ti1.2合金由一种HCP相和两种FCC相组成。它的比强度很高,达到1.491×105(N/m2)/(kg/m3),而密度仅为3.84g/cm3。合金的硬度也很高,在冷却速度较慢的试样中,达到434.3HV。对于Al-Mg-Ca-Li-M系合金,由于其主要成分都是一些轻质金属,所以合金的密度较低。AlMgCa0.5LiCu合金的密度为2.63g/cm3,而AlMgCa0.5LiZn合金的密度为2.65g/cm3,它们都接近于Al合金的密度。其中,AlMgCa0.5LiCu合金具有较高的比强度,为1.15×105(N/m2)/(kg/m3)。通过上述结果的分析认为,设计高熵合金的成分时,不仅要考虑合金总体的混合焓值,还要考虑到合金中各组分之间的混合焓值以及各元素的原子半径大小,这样可以避免过多的金属间化合物生成或者大量的成分偏析。