热处理对AlCoCrFeNi2.1高熵合金组织及性能的影响

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高熵合金是经人们不断探索后,刚刚兴起的一类金属材料,这种材料所具备优异的热力学、耐磨和耐腐蚀性能是以往传统合金材料无法替代的,这引起研究人员的广泛关注,并获得许多优秀成果。退火热处理的时间和温度对高熵合金组织和性能的影响具有重要意义。因此,通过比较退火热处理工艺参数,可以获得性能优异的高熵合金,对未来军事领域和金属材料发展具有良好的理论指导和参考意义。本论文研究的对象是具有面心立方晶体(FCC)和体心立方晶体(BCC)特征的AlCoCrFeNi2.1高熵合金,通过制定不同的退火热处理工艺参数,探究了退火处理对AlCoCrFeNi2.1高熵合金的微观组织、机械性能及腐蚀性能的影响。运用XRD、SEM/EDS,分析退火处理对AlCoCrFeNi2.1高熵合金试样相组成和显微组织的影响;运用维氏硬度计、室内压缩、电化学工作站和空蚀测试方法,分析退火工艺对AlCoCrFeNi2.1高熵合金试样性能的影响。结果表明,AlCoCrFeNi2.1高熵合金在退火温度500℃,FCC和BCC相析出元素增加,组织结构发生轻微改变。退火热处理条件为600℃/8h时,促进FCC相形成,两相析出元素较多,原子间充分扩散,元素间结合力强增强,合金组织内部明显改善,AlCoCrFeNi2.1高熵合金组织结构最为优异;退火热处理条件为700℃时,受热影响,晶格内原子约束力下降,在晶面充分运动,生成新的BCC相晶面,由于退火时间延长,退火的冷却速度缓慢,有利于有序相形成,新生成的晶面在700℃/12h消失,合金的组织结构出现有序程度改善的现象;退火热处理条件为800℃时,随退火时间及温度的提升,热处理工艺均匀化明显,两相析出元素含量较多,组织结构发生改变。AlCoCrFeNi2.1高熵合金在退火热处理为600℃/12h条件下,该合金具有较高的屈服强度和硬度,FCC相中富含的元素在室温下能保持较高的屈服强度和抗压强度,经退火后BCC相中的Co、Cr和Fe元素含量增加,合金内部的晶体结构有所改善。AlCoCrFeNi2.1高熵合金在退火热处理为600℃/8h条件下,合金的抗腐蚀性能最高,内部晶格形成的较快,析出元素含量增多,组织结构均匀化,结晶性强,内部储存能降低,缺陷密度降低。
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