含Co-Fe-Ni高熵合金的结构调制和性能研究

来源 :济南大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:niyon
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(High-entropy alloys,HEAs)具有独特的原子结构特征,因而呈现出诸多不同于传统合金的独特性能,在国际学术界引起了广泛的关注和研究兴趣,并在工程应用上具有巨大的潜在应用前景。本课题利用电弧熔炼法制备了铸态CoFeNiCr基和CoFeNiAl基两个体系的HEAs母锭。本论文通过改变成分设计以及后续均匀化退火或低温处理等方式对HEAs的相结构进行调制,诱导第二相从固溶体基体上析出,通过改变第二相的的成分均匀性,尺寸大小,分布等存在方式,以期改善或明显提升力学性能,耐磨性和海水耐蚀性等方面的性能,进而为HEAs的实践应用提供实验基础和技术支持。主要研究结果如下:1.CoCrFeNiMox(x=0,0.2,0.5,0.8,1,简称为Mo0、Mo0.2、Mo0.5、Mo0.8、Mo1)HEAs在900℃下保温60分钟进行均匀化退火处理。该处理导致加入Mo元素的HEAs结构不稳定,发生相分离。随着x的值从0到1,均匀化退火HEAs的产物也从最初的单一面心立方结构(FCC)到FCC+FCC′+σ相,进一步成为FCC+σ+μ相,最后是FCC+σ′+σ+μ相。Mo0.2.2 HEA中FCC′相从FCC基体上析出,而σ相从FCC′中析出。Mo0.8和Mo1 HEAs的均匀化产物都包括围绕着σ相析出的μ相和从基体中析出的新σ′相。均匀化退火处理CoCrFeNiMox HEA的显微硬度值明显高于成分相同或相似的铸态或退火态HEAs。Mo1HEA显示出最大显微硬度值为896 HV,是Mo0 HEA的4倍以上。严重的晶格畸变和析出强化的协同作用是Mo元素加入均匀化退火HEAs中显微硬度提高的主要机制。大量且粗化的硬质σ′相的析出却导致均匀化退火Mo0.8和Mo1 HEAs均表现出严重的脆性特征。此外,Mo0.5 HEA在海水溶液中具有优异的综合耐蚀性能。适当的Mo含量促使含MoO2的钝化膜更致密,降低了整体的腐蚀速率。2.铸态Ni40Fe30Co20Al10 HEA具有单一的FCC相结构,呈现树枝状形貌。该铸态HEA的拉伸力学性能比已报道的单一FCC结构的铸态HEAs具有显著的优势,表现出优异的强塑性平衡。这主要归因于显著的加工硬化行为,沿着γ相的相界面上存在密排的位错墙以及半共格界面的存在。与304L不锈钢相比,铸态HEA在海水溶液中具有优异的综合耐蚀性。退火和低温处理两种工艺都诱导少量的未知相从Ni40Fe30Co20Al10 HEA的γ基体中析出。相对其它测试样品,800℃退火HEA的平均显微硬度值最大,比铸态样品高了19%左右。同时,该HEA具有最优异的耐磨性。根据拉伸力学性能测试,退火和低温处理都有益于改善HEA的σY和σUTS。1200℃退火后HEA在不明显降低断裂伸长率前提下,提高了强度。此外,低温处理更有益于提高HEA的强塑性协同作用,这主要归因于低温处理迫使点缺陷进入晶界,导致晶格内空位减少,晶体缺陷减少,晶体均匀性提高,并削弱残余应力。与退火和低温处理样品相比,铸态HEA在海水溶液中具有优异的综合耐蚀性能,主要表现为最正的Ecorr值,最低的icorr值和ipass值以及较宽的ΔEp值。3.铸态(Ni40Fe30Co20Al10)90Ti10 HEA呈现出典型的树枝状形貌。在γ基体上的枝晶间(ID)区域和枝晶(DR)区域分别有体心立方结构(BCC)和γ?相析出。根据拉伸应力-应变曲线可知,该铸态样品具有明显的脆性,力学性能不佳,这主要原由γ?纳米颗粒仅从DR区域中析出和γ?相颗粒缺乏连续的尺寸梯度。与304L不锈钢相比,该铸态HEA在海水溶液中具有优异的综合耐蚀性能。除Fe元素外,该HEA中的Ti元素有利于与氧反应,促进钝化膜的形成。(Ni40Fe30Co20Al10)90Ti10 HEA在退火和低温处理条件下,除了基体γ相和BCC相,还析出了少量的未知相。和铸态样品比较,退火和低温处理都明显的减少了晶格畸变。适当的退火温度有效改善铸态样品的显微硬度和耐磨性,其中800℃退火样品的性能最佳。退火和低温处理并没有有效改善(Ni40Fe30Co20Al10)90Ti10 HEA的拉伸性能,脆性特征明显。此外,与退火和低温处理相比,铸态HEA在海水溶液中具有优异的综合耐蚀性能。
其他文献
光与物质的相互作用是最常见、最基础的物理过程之一,随着飞秒激光的飞速发展,强场物理的研究使得人们实现了在阿秒的时间尺度上观测微观粒子的运动。近代实验的发展又推动着
目的:通过对新源县全民健康体检资料的分析了解该县哈萨克族居民高血压、2型糖尿病患病情况及其影响因素;通过对哈萨克族居民健康素养的调查,为今后哈萨克族高血压、2型糖尿病的早期筛查与防治提供依据。方法:选取新疆维吾尔自治区新源县哈萨克族18岁及以上的常住居民为调查对象,采用问卷收集调查对象基本人口学情况和生活习惯,并进行身高、体重和血压体格检查以及血糖和血脂等生化指标检测,采用多因素Logistic回
学位
目的:探讨肉苁蓉苯乙醇总苷对人增生性瘢痕成纤维细胞(HSFbs)增殖、迁移、细胞凋亡及细胞周期影响的作用机制。方法:体外原代培养人HSFbs并传代至P3-P6代用于实验;通过CCK-8法分析CPh Gs对HSFbs的抑制活性,作IC50,选取合适浓度。将其分为4组:实验分为对照组(Control);模型组(Model)为5 ng/ml TGF-β1;实验组(CT)为50μg/ml CPh Gs+5
学位
目的:(1)从黑种草子中提取纯化黑种草子总皂苷(Total saponins from the seeds of Nigella glandulifera Freyn et Sint,TSNG),并进行含量测定。(2)检测TSNG对人宫颈癌Si Ha和He La细胞体外活性的抑制,并探究其对凋亡和自噬影响及相关分子机制。方法:(1)以乙醇回流提取法提取皂苷,并经AB-8大孔吸附树脂富集纯化后,以高
学位
近年来,文化产业园区作为发展文化产业的重要载体在我国发展迅猛,其在加速城市现代化进程、提升文化软实力及优化产业经济结构等方面发挥着越来越重要的作用。文化产业园区规
从1999年中国电子商务真正进入实体化商业阶段的中国电商元年到2019年直播电商元年,20年的时间里互联网的飞速发展对人们的生活产生了巨大的影响。从传统实体行业日渐凋落到
镁合金具有较高的比强度、比刚度,阻尼性能和电磁屏蔽性能优异,同时具有加工性能好、易回收等优点,因而得到广泛的应用。同时,镁合金的塑性低、耐蚀性差等缺点又极大的限制了
列联表是一种常见的数据存储格式,其中的数据是将观测数据按两个或者更多属性进行分类后的频数。列联表常用于医学、生物学、社会科学等学科之中。通过对列联表进行统计分析,
该研究考察了社区林业对农村生计的影响,并考察了社区当地人通过社区林业创收的各种方式。该数据是通过与户主访谈和关键信息提供者而获得的,管理了392份问卷,并将其分发给该
日照渔家乐历经二十余年发展至今,以其独特的渔家风情和民俗文化吸引了众多旅游者,也成为更多渔民创业的新选择。虽然渔家乐旅游产品多年来不断尝试更新换代,但囿于传统理念