热磁耦合作用下Al0.3CoCrFeNi高熵合金的微观组织与性能演化

来源 :东北大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:szcentsweb
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
高熵合金是近些年发展起来的一种新型合金,具有非常优异的性能,应用前景广泛。铸态高熵合金大多为枝晶组织,存在成分偏析、疏松、晶粒粗大等缺陷。形变热处理和强磁场条件作为细化晶粒和调控合金组织性能的有效手段,能够大大改善铸态高熵合金的组织性能,对高熵合金的研究与应用具有积极作用。本文对感应熔炼得到的A10.3CoCrFeNi高熵合金铸锭在1200℃下保温10h均匀化处理之后进行90%和95%变形量的冷轧处理,随后在不同温度下进行强磁场退火实验。通过X射线衍射(XRD)、金相组织观察(OM)、电子背散射衍射(EBSD)、硬度和拉伸实验等手段研究退火温度(600℃、700℃、800℃、1000℃),冷轧变形量(90%、95%),强磁场条件(磁场强度、磁场方向)对Al0.3CoCrFeNi高熵合金在形变热处理过程中微观组织和力学性能的影响。得出的主要结论如下:Al0.3CoCrFeNi高熵合金经过90%和95%冷轧变形后均保持着fcc单相,经过600℃以上温度退火后,合金中有细小第二相(有序bcc相)析出,冷轧变形量越大,第二相析出越明显。随着退火温度升高,第二相逐渐增多,800℃时衍射峰最明显(主要表现在(211)衍射峰处),当退火温度升高到1000℃以上时,有序bcc重新固溶入基体相之中;强磁场及其施加方向对第二相的取向分布有重要影响。90%冷轧变形的A10.3CoCrFeNi高熵合金经过不同温度下退火后,微观组织变化明显,600℃时,合金处于回复状态,组织中的剪切带处已经开始再结晶;700℃时,合金再结晶现象明显,合金中的小角度晶界(LABs)开始大量地减少,大角度晶界(HABs)开始增加;800℃时,合金已经基本完成再结晶,部分晶粒开始长大,平均晶粒尺寸为1μm,合金的HABs增加到了 85%,之后HABs增幅放缓;1000℃时,晶粒长大明显。强磁场可以促进再结晶初始阶段晶粒的生长和LABs向HABs的转变。相对于90%冷轧退火合金,95%冷轧退火合金在各个温度下退火后试样大角度晶界含量较高。均匀化退火后的Al0.3CoCrFeNi高熵合金硬度为132.9HV,经过90%和95%冷轧变形后,合金硬度提高明显,且变形量越大硬度越大;退火过程中,合金硬度在600℃时有所增加,之后硬度逐渐减小。强磁场的施加对合金硬度稍有影响。研究冷轧变形的高熵合金经过不同温度下退火后的拉伸力学性能发现,铸态Al0.3CoCrFeNi高熵合金具有非常高的延伸率,经过90%和95%冷轧变形后,合金的塑性大幅度下降,强度提高了4-5倍;随着退火温度的升高,合金强度下降,塑性提高,断口形貌由解离特征向韧窝特征转变;800℃时,合金强度和塑性均较好,断口处韧窝尺寸较小为1μm左右。700℃和800℃强磁场退火合金的屈服强度和抗拉强度相比未施加磁场合金略低,延伸率较好。研究90%和95%冷轧变形的高熵合金经过不同温度下退火后的织构演化发现,95%冷轧退火合金的织构类型较90%冷轧退火试样复杂,随着退火温度升高,织构大体由Brass织构向Goss织构演变,织构类型增多;强磁场的施加会使织构强度大大减弱,同时会使织构变得杂乱,漫散程度较高。
其他文献
近年来,燃气表在人们的日常生活中应用越来越广泛。目前,民用燃气表主要为膜式燃气表,超声波燃气表由于具有测量精度高、压力损失小、测量范围广等优势,逐渐引起国内外流量界的关注。因此,开展超声波燃气表的研究是一项很有意义的课题。本文从超声波换能器的特性出发,对时差式测量原理进行深入分析,针对声速对测量结果带来较大误差这一测量缺陷,提出改进型时差法流量测量原理,同时对影响流量计量精度的因素作简要分析。系统
以硫化矿为原料进行的铜火法冶炼过程中会产生大量的硫氧化物气体SOx,这些硫氧化物以SO2为主,同时含少量的SO3。当SO3在烟气中超过一定浓度就会对正常生产造成影响。SO3的存在会造成余热锅炉和收尘设备的腐蚀;影响余热回收和收尘效率;影响脱汞和增大污酸量等一系列问题。而现今控制烟气SO3的技术大部分都集中在燃煤电厂中,燃煤电厂中采用含钙、镁的碱性化合物来控制SO3,这些技术在燃煤电厂中取得了很好的
多目标优化问题在实际工程应用中广泛存在,如汽车稳健优化设计,水资源管理,投资组合计划等问题。常规的多目标优化算法通常需要数以万计的评价次数,只适合解决一般多目标优化问题。常规多目标优化算法求解昂贵多目标优化问题的每一次评价都会花费高昂的时间或经济代价,因此并不适用于求解昂贵多目标优化问题。由于高斯模型可以很好地预测原模型并提供不确定信息,对解决实际的昂贵优化问题提供很大帮助,因此关于昂贵多目标优化
高熵合金是最近几年发展起来的新型合金,综合性能优异,具有广阔的应用前景。Fe50Mn30Co10Cr10是具有TRIP效应的双相高熵合金,其强塑性优于大多数传统合金和高熵合金,有望发展成为新型工程材料。但是目前Fe50Mn30Co10)Cr10高熵合金的屈服强度还无法满足工程应用的要求,亟待进一步提高。因此本研究通过引入间隙原子N来进一步改善Fe50Mn30Co10Cr10高熵合金的力学性能。本文
弥散强化铜基复合材料因具有良好的高温与室温性能,常被应用在电子电器设备中。但由于国内对此种材料的研究起步比较晚,材料制备工艺不够成熟,其各种性能指标还有待进一步改善。本文探索了制备工艺对Cu-La2O3复合材料组织与性能的影响,以期为铜基复合材料的设计及性能改进提供理论基础和技术支撑。本文采用内氧化与放电等离子烧结相结合的方法,制备高强高导Cu-La2O3复合材料。通过扫描电子显微镜(SEM)、透
在高稀土含量的253MA稀土耐热钢和高铝高稀土含量的稀土铁铬铝合金的连铸过程中,中间包内普遍发生较为严重的渣金反应。中间包覆盖剂成分发生偏离,性能逐渐恶化,结壳现象频发,严重恶化其使用性能,影响生产工艺顺行。而且,稀土耐热钢和稀土铁铬铝合金中稀土、铝等还原性元素含量远高于普通钢种。上述钢种连铸过程中间包内渣金反应的机理仍未得到解析,渣金反应过程钢中不同元素和渣中不同组元的作用行为仍有待明确。本文以
硫化钼和硫化镍是金属硫化物的重要组成部分,它们来源广泛,成本低。作为电极材料时,硫化钼和硫化镍都具有高的理论容量和电压平台。但这两种金属硫化物电极材料存在低离子/电子电导率,体积易膨胀粉碎等问题。本文采用湿化学法合成硫化钼和硫化镍负极材料,并采用缩小粒子尺寸,制备网状形貌碳改性等方法提高其电化学性能。本文首先通过简单的湿化学法合成一系列由不规则MoS2纳米粒子堆叠形成的纳米结构,探究了热处理温度和
马氏体相变是材料科学与工程领域重要基础理论,是钢铁材料热处理强化的主要手段。马氏体相变驱动力受奥氏体在Ms点的屈服强度、母相奥氏体缺陷密度以及应力场等的影响。一般情况下,低碳钢(Wc<0.20%)或低碳合金钢在强烈淬火(5%-10%NaCl或10%NaOH水溶液)后,才能获得板条状马氏体;工业纯铁需要105-106℃/s的冷却速度才能淬成板条马氏体。压力是一种有效的调控方法,它的独特之处在于不用改
各种便携式移动电子设备,新能源汽车以及大规模储能技术的迅速发展,对于锂离子电池性能提出了更高的要求。目前商业化负极材料石墨的理论容量仅为372 mAhg-1,不能满足锂离子电池性能提升的进一步需求。过渡金属氧化物因其储量丰富、合成简单、成本低、理论容量高以及电化学稳定性高等优点有利于成为下一代锂离子电池材料。但其充放电过程中体积变化较大,电导率和锂离子扩散能力较差等缺点限制了其实际应用。为了解决上
过渡金属氧化物逐渐成为为锂离子电池负极材料的热点之一。其中,TiO2负极材料具有安全、环境友好、循环寿命长以及倍率性能高等优点。但其电子电导率低,离子扩散系数小,在高电流密度时电解质/电极界面电阻大,这些缺点限制了 TiO2负极材料的应用。为了解决上述问题,本文以TiO2基纳米材料为研究对象,对其进行宏观及微观结构调控,获得电化学性能优异的TiO2基负极材料。首先,通过水热法合成纳米颗粒自组装的微