【摘 要】
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作为一种新型的多主元合金材料,高熵合金因其优异的力学性能备受关注。目前研究较多的是以单相BCC结构或FCC结构以及双相BCC+FCC结构为主的合金,而HCP结构的多主元合金报道的
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作为一种新型的多主元合金材料,高熵合金因其优异的力学性能备受关注。目前研究较多的是以单相BCC结构或FCC结构以及双相BCC+FCC结构为主的合金,而HCP结构的多主元合金报道的相对较少。本文以高熵合金的理论为基础,通过对二元相图以及三元相图的定性分析,设计了可能形成HCP结构的多主元Al-Sc-Ti-Zr合金,并对其微观组织以及力学性能进行了分析。主要展开了以下工作:(1)采用合金法测定了1073K下Al-Sc-Ti三元系的等温截面,分析了二元化合物中第三组元的溶解度,并且通过分析铸态合金,确定了合金凝固的初晶相。(2)结合二元相图以及四个子三元相图,通过定性分析设计了非等原子比的Al15Sc15Ti35Zr35、Al10Sc20Ti35Zr35以及Al5Sc25Ti35Zr35多主元合金。(3)分析了铸态Al-Sc-Ti-Zr合金的微观组织结构以及力学性能,发现Al15Sc15Ti35Zr35合金主要由β-BCC相以及少量的?+α″+α相构成,Al10Sc20Ti35Zr35由BCC和HCP相构成,Al5Sc25Ti35Zr35合金为近乎HCP单相。其中抗压强度最大的为Al10Sc20Ti35Zr35合金达到了1913MPa,但是塑性最好的为Al15Sc15Ti35Zr35合金达到了14.8%。(4)分析了热处理态Al-Sc-Ti-Zr合金的微观组织结构以及力学性能,发现Al15Sc15Ti35Zr35和Al10Sc20Ti35Zr35合金由HCP和BCC相构成,Al5Sc25Ti35Zr35合金为富Ti和富Sc的两种HCP相构成。在热处理态合金中力学性能最好的为Al10Sc20Ti35Zr35合金其抗压强度达到了2134MPa,塑性好最的为Al5Sc25Ti35Zr35合金其值为19%。
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