退火处理对粉末冶金制备CoCrFeNiTixBy高熵合金组织演变及性能的影响

来源 :哈尔滨理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:JK0803_lichunfeng
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高熵合金作为一种颠覆传统设计理念的超合金,由于性能卓越,在工业应用领域有广阔的前景。因此,自高熵合金诞生的那一刻开始,就吸引了广大科研工作者巨大的关注和广泛的研究,成为材料领域的研究热点。虽然高熵合金在短短的十几年间发展十分迅速并且取得了开创性的成果,甚至相关研究得到了各国政府部门的鼎力支持,但是高熵合金的研究仍然处在初级阶段,人们对于高熵合金的合金化机理、变形机制、扩散机制和强化机制等内容,以及其中涉及到的基础科学问题认识不够。本论文以CoCrFeNi系高熵合金为基础,分别添加不同的Ti和B元素,系统地研究Ti元素含量对CoCrFeNiTixB0.05(x=0.2,0.4,0.6,0.8,1.0)高熵合金和B元素含量对CoCrFeNiTi0.6Bx(x=0.025,0.05,0.075,0.1,0.125,0.15)高熵合金的微观组织以及力学性能的影响,同时研究不同温度热处理(450℃,650℃,850℃)对其组织和性能的影响。实验选用纯度不低于99%的Co、Cr、Fe、Ni、Ti金属粉末及B粉,通过粉末冶金法制备原材料,分别在450℃,650℃,850℃进行退火处理后,运用OM,XRD,SEM,EDS和维氏硬度计等手段对微观组织和力学性能进行表征测试和分析。研究发现,CoCrFeNiTixBy高熵合金主要由FCC相构成,还有少量BCC相和硼化物;烧结态和退火态的CoCrFeNiTixBy高熵合金的微观组织相似,由深灰色的枝晶间和浅灰色的树枝晶组织组成;退火温度升高,原子被激活,继续扩散,改变分子间相,硬度逐渐升高;随着Ti含量的增多,枝晶间富Ti相增多,BCC结构相增多,使合金硬度升高;随着B含量的增多,合金中出现硬质硼化物,有利于提高合金硬度;在烧结态时,CoCrFeNiTi0.6Bx(当x=0.15时)达到硬度最大值251.67HV,CoCrFeNi B0.05Tix(当x=1.0时)达到硬度最大值302.32HV;在850℃退火时,CoCrFeNiTi0.6Bx(当x=0.15时)达到硬度最大值508.94HV,CoCrFeNi B0.05Tix(当x=1.0时)达到硬度最大值533.32HV。
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