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高熵合金是一种相结构简单的新型金属材料,具有优良的力学性能、功能特性和高温性能,受到材料界的广泛关注。本文选择AlCoCuFeNix高熵合金作为研究对象,对合金的铸态组织性能、冷轧回复再结晶机理、高温氧化机制展开相应研究。本文利用电弧熔炼技术制备得到纽扣状铸锭,采用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线光电子能谱(XPS)来检测合金的组织形貌与成分分布,采用X射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)来观察合金相结构,利用力学性能试验机和显微硬度计测试合金的力学性能,利用同步热分析仪(DSC)测量合金的高温相结构和重量变化,利用磁强振动计(VSM)测试高熵合金的磁学性能。研究结果表明:(1)对于AlCoCuFeNix(x=0.5、0.8、1.0、1.5、2.0、3.0)高熵合金,Ni元素的增加会导致BCC相减少,FCC相增多,两相间元素偏析减弱。x=3.0时,合金塑性最强,强度和硬度最弱,AlCoCuFeNi1.5高熵合金具有最佳的综合力学性能,屈服强度和断裂应变分别为1725 MPa和35.9%。原子尺寸差异可以用来解释合金系统中Ni含量增多所引发的晶格畸变减小和相结构转变。AlCoCuFeNix高熵合金具有优异的力学性能、软磁性能和高温相稳定性,可以用做结构材料、软磁材料和高温合金。(2)AlCoCuFeNi3.0合金经过不同变形量冷轧后,硬度由铸态279.6 HV增加为变形量70%合金464.8 HV。位错等共同对合金的硬度增加起促进作用。对冷轧变形量70%的合金进行退火处理,合金中破碎的晶粒再结晶成为等轴晶,晶粒尺寸随退火温度升高而增加,在1100℃退火2 h后晶粒尺寸可以达到167.1μm,退火孪晶形成,位错密度和残余应力降低,硬度降低为328.1 HV。(3)AlCoCuFeNix高熵合金在1000℃表现出优秀的抗高温氧化能力,在100 h氧化后合金重量有少量增加,反应生成的氧化膜对基体金属起保护作用。但是,低Ni含量AlCoCuFeNix高熵合金和高Ni含量AlCoCuFeNix高熵合金的高温氧化机制存在明显区别,合金抗高温氧化能力随着Ni含量增加而降低。在氧化层和基体金属之间元素浓度梯度作用下,合金会在基体金属与氧化层之间形成贫Al的FCC扩散层。对AlCoCuFeNi高熵合金在不同温度下进行氧化试验发现,该合金在900和1000℃下具有出色的抗氧化能力和高温相稳定性。但是,在1100℃下由于各氧化产物、BCC相、FCC相之间的热膨胀系数差异,基体及氧化层易于开裂,导致合金在20 h内被完全氧化。因此,AlCoCuFeNi高熵合金的工作温度不宜达到1100℃。