AlxCoCrFe1.2Ni高熵合金组织结构和性能研究

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本文以AlxCo Cr Fe1.2Ni高熵合金为研究对象,通过改变Al元素含量,重熔和退火处理以及添加20%含量的Co Cr Ni中熵合金,对高熵合金的组织结构、硬度、耐腐蚀和耐磨性进行研究。研究结果为促进高熵合金在耐磨和耐腐蚀材料方面的应用提供理论依据和方法。具体研究结论如下:研究了Al元素对AlxCo Cr Fe1.2Ni(x=0.4,0.7,1.0,1.3)高熵合金的组织结构、硬度以及耐磨等性能的影响。结果发现随Al元素含量的增加,高熵合金由单一FCC相过渡为FCC和BCC/B2混合相,最后变为BCC/B2相,金相组织由柱状或胞状枝晶变为等轴晶。Al含量的提高,增大了晶格畸变,提升了高熵合金的硬度,降低了磨损质量,提升了耐磨性能。分析了600℃、800℃和1000℃三种退火温度对铸态Al1.0Co Cr Fe1.2Ni高熵合金的组织结构和性能的影响。600℃退火对高熵合金的结构和性能影响不明显,800℃退火促进了σ相析出,合金的硬度升高,耐磨性提升。1000℃退火后合金为FCC和BCC/B2混合相,抗点蚀能力提升。重熔处理了Al1.0Co Cr Fe1.2Ni高熵合金,并对铸态和重熔态高熵合金的组织结构和性能进行对比分析。与铸态合金相比,重熔态合金的相结构没有明显变化,组织结构依然为等轴晶,但晶粒明显长大,晶界面积变小;EDS结果显示,重熔态Al1.0Co Cr Fe1.2Ni高熵合金元素发生了再扩散,分布更均匀,耐腐蚀性提升(腐蚀电流密度下降0.1868μA/cm~2)。制备了Al1.0Co Cr Fe1.2Ni/Co Cr Ni(20%)复合材料,与铸态Al1.0Co Cr Fe1.2Ni高熵合相金相比,复合材料中产生了FCC相,晶粒长大,其内部组织变化明显。EDS结果表明在晶界及其附近Cr元素聚集明显,Al元素含量较少,提升了复合材料在模拟盐碱溶液中的抗点蚀能力。
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