【摘 要】
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多主元高熵合金打破传统合金的设计观念,在催化、磁学性特别是力学性能等方面近年来取得了诸多令人瞩目的研究成果。传统的镍基合金由于主元元素单一（Ni）,体系的层错能较高,在塑性变形过程中主要以全位错滑移为主,造成应变硬化能力的不足,制约了“强度和塑性”综合提高。本文在CoCrNi多主元合金研究基础上,通过成分设计降低合金的层错能,提高Cr元素含量,并适当降低昂贵的Co元素,以NiCrFeCoAlTi和
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多主元高熵合金打破传统合金的设计观念,在催化、磁学性特别是力学性能等方面近年来取得了诸多令人瞩目的研究成果。传统的镍基合金由于主元元素单一（Ni）,体系的层错能较高,在塑性变形过程中主要以全位错滑移为主,造成应变硬化能力的不足,制约了“强度和塑性”综合提高。本文在CoCrNi多主元合金研究基础上,通过成分设计降低合金的层错能,提高Cr元素含量,并适当降低昂贵的Co元素,以NiCrFeCoAlTi和NiCrCoAlTi多主元合金为研究对象,探索两种合金的微观组织结构和力学性能的关系。结果表明,固溶态NiCrFeCoAlTi高熵合金具有面心立方（FCC）结构,有少量的有序（L12）相、和体心立方（BCC）相。固溶体经过800℃/24h时效后,屈服强度达到700MPa,延伸率17.5%。通过冷变形以及700℃/1h退火,合金表现出很高的室温拉伸性能,屈服强度1.6GPa,延伸率13.7%,优于传统的镍基合金的性能。固溶态中熵合金NiCrCoAlTi合金具有FCC结构以及少量的BCC相。固溶体经过600℃/24h时效后,屈服强度达到500MPa,延伸率65%。经过通过冷变形以及600℃/24h退火,合金表现出可观的室温拉伸性能,屈服强度1.70GPa,延伸率16%,明显优于传统的镍基合金的性能。通过组织分析可知,设计的合金强度的提高主要来自于多主元合金的形变强化、固溶强化、析出强化以及相强化。合金塑性提高的原因则来自于在变形过程中,由于低层错能作用,可动位错主要以分位错形式进行运动,使得合金在形变过程中,位错形成层错,位错墙乃至亚晶等缺陷。两者综合起来,使得研究的合金系具有优异的综合的力学性能。本研究为开发高性能镍合金系提供了新的思路。
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