论文部分内容阅读
在铝工业生产中,通常都会涉及到铝及铝的熔体。熔铝是腐蚀性最强的金属之一,对合金以及整体材料造成严重腐蚀破坏,而导致整体材料的失效。提高材料耐熔铝腐蚀性能,对延长设备的使用寿命、提高生产效率和铝制品及镀铝件质量具有重要的意义高熵合金作为一种独特的多主元合金,因为其突出的力学性能,良好的高温稳定性,而备受研究者们的关注。高熵合金最为突出的是四个效应:高混合熵效应、迟滞扩散效应、晶格畸变效应、鸡尾酒效应。目前,对于高熵合金耐铝液腐蚀性能的研究仍处于起步阶段,高熵合金在铝液中的迟滞扩散效应没有系统的研究。本研究拟利用高熵合金中迟滞扩散效应,并对合金表面进行预氧化处理,在铝液腐蚀中起到双重阻挡作用,设计出具有优异的耐铝液腐蚀性能的高熵合金整体材料。本文研究了Al含量对铸态AlxCoCrFeNi高熵合金结构、显微组织以及耐铝液腐蚀性能的影响,通过对XRD、SEM以及EDS结果进行全面的分析,阐明了随着AlxCoCrFeNi高熵合金（x=0.5-1.5）中Al含量的提高,晶体结构由FCC向BCC结构转变,显微组织形貌均为枝晶,且枝晶组织随着Al含量的增加变得更加细小。耐铝液腐蚀性能随之提升,相比于工业生产中常见的纯Fe及316L不锈钢性能更佳。为了进一步研究合金元素含量预氧化工艺对高熵合金预氧化膜表面氧化物种类以及致密度的影响规律,通过改变AlxCoCrFeNi高熵合金中Al元素的含量,预氧化温度,发现1000℃预氧化后的Al0.5CoCrFeNi高熵合金氧化膜最为致密,表面主要生成耐铝液腐蚀性能优异的Cr2O3等氧化物。最后,对预氧化后表面生成较好氧化物层的Al0.5CoCrFeNi合金进行浸镀实验,分析氧化膜质量对Al0.5CoCrFeNi高熵合金耐铝液腐蚀性能的影响规律。结果表明,预氧化处理能显著提高Al0.5CoCrFeNi高熵合金的耐铝液腐蚀性能,预氧化Al0.5CoCrFeNi高熵合金较铸态Al0.5CoCrFeNi高熵合金在铝液中的腐蚀速率明显降低,由0.85×10-1mm/h降低至2.30×10-3mm/h,耐铝液腐蚀性能提高40倍,与传统工业生产中最常见的纯Fe以及316L不锈钢相比,耐铝液腐蚀性能提高约150倍。其中,1000℃预氧化处理后的Al0.5CoCrFeNi高熵合金耐铝液腐蚀性能最佳,腐蚀速率仅为1.62×10-3mm/h。