【摘 要】
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高熵合金具有“鸡尾酒”效应,元素种类（不少于5种）和含量（不超过35at%）的变化都会引起其性能的大幅度改变。Al0.5Co Fe Ni合金为FCC结构,具有优异的塑性和断裂韧性,但这种合金的
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高熵合金具有“鸡尾酒”效应,元素种类（不少于5种）和含量（不超过35at%）的变化都会引起其性能的大幅度改变。Al0.5Co Fe Ni合金为FCC结构,具有优异的塑性和断裂韧性,但这种合金的强度相对较低,铸态下屈服强度约350MPa。C元素溶入合金基体中易于形成间隙固溶体,有助于强度提高,Mn是一种稳定奥氏体相元素,有利于塑性增加。因此,本文研究Mn、C元素对Al0.5Co Fe Ni合金组织与力学性能的影响。本文利用XRD、SEM/BSE、TEM、显微硬度仪和电子万能试验机分析和测试了Al0.5Co Fe Ni MnxC0.1和Al0.5Co Fe Ni Mnx C0.05系高熵合金的组织结构和力学性能,研究了退火处理对Al0.5Co Fe Ni Mn0.15C0.1合金组织性能的影响,得出以下结论:Al0.5CoFeNiC0.1系高熵合金具有典型的树枝晶组织,由枝晶间BCC相、枝晶FCC相和枝晶内析出的具有有序FCC晶体结构的k相构成,Mn的添加并未对合金的相组成和组织形貌产生较大的影响。但随着Mn元素含量的增加,枝晶内k相的纳米颗粒尺寸和体积分数均先减少后增加,合金的屈服强度先增加后降低,塑性则线性增加。合金的强化主要为k相纳米颗粒所产生的强化和BCC相所产生的强化,其中,Al0.5Co Fe Ni Mn0.3C0.1合金具有较为优异的综合力学性能,屈服强度s0.2、抗拉强度smax和延伸率分别为1000MPa、1007MPa和25.8%。Al0.5CoFeNiMnxC0.05系高熵合金具有与Al0.5CoFeNiMnxC0.1系高熵合金相同的相结构与微观形貌,但Mn元素对k相颗粒的影响异于Al0.5Co Fe Ni MnxC0.1合金。随着Mn元素的增加,Al0.5Co Fe Ni MnxC0.05系合金中k相颗粒尺寸和体积分数均减小,第二相强化机制减弱合金的屈服强度和抗拉强度降低,延伸率增加。经750℃不同时间退火处理后,Al0.5CoFeNiMn0.15C0.1合金仍为树枝晶组织,但枝晶内新形成了由FCC相和BCC相组成的层片状共晶组织。随着保温时间的增加,枝晶内的k相逐渐减少,共晶组织逐渐增多。另外,与Al0.5Co Fe Ni Mn0.15C0.1合金相比,750℃退火处理使合金强度增加,塑性降低,但随保温时间的延长,合金强度降低,塑性基本无变化。
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