粉末冶金制備AlNiCrFeMoCoCu高熵合金的探索性研究.pdf

1、高熵合金概念由臺灣學(xué)者葉均蔚教授于20世紀(jì)90年代提出，這一概念打破了傳統(tǒng)合金以一種元素或金屬間化合物為主的框架，高熵合金含有多種主要元素，一般為5～13元，每種元素含量不超過35at％。研究發(fā)現(xiàn)高熵合金具有高強度、高硬度、優(yōu)異的高溫性能和耐腐蝕性能等，高熵合金研究具有學(xué)術(shù)前瞻性和巨大的應(yīng)用前景。
　　 本文通過粉末冶金方法，以Al、Ni、Cr、Fe、Mo、Co和Cu元素粉末為原料制備了高熵合金，試驗分AlxNiCrFeMo0.

2、5CoCu(x=0、0.5和1.0)組、AlNiCrFexMo0.2CoCu(x=0.5、1.0、1.5和2.0)組和AlNixCrFeMo0.2CoCu(x=0.5、1.0、1.5和2.0)組三組高熵合金，分別采用X射線衍射儀(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、能譜儀(EDS)和透射電鏡(TEM)等手段對合金顯微組織和性能進(jìn)行了表征和分析，分析了Al、Fe和Ni元素分別對合金相組成、微觀組織和性能的影響規(guī)律。結(jié)果表明：
　　

3、 1)試驗中。所有高熵合金均由BCC、FCC和σ(體心正方結(jié)構(gòu))相中三相或兩相組成，相組成并不復(fù)雜。Al元素促進(jìn)BCC和σ相生成，而Fe和Ni元素促進(jìn)FCC，抑制σ相，當(dāng)Fe或Ni元素含量達(dá)到2.0時，F(xiàn)e2.0合金與Ni2.0合金中，不存在σ相，其中Ni2.0合金近似為單相FCC合金。
　　 2)通過對AlxNiCrFeMo0.5CoCu組高熵合金組織分析，把Mo元素含量從0.5降低至0.2后，σ相形態(tài)發(fā)生了變化，由塊狀分布變

4、為棒狀析出態(tài)，且AlNiCrFexMo0.2CoCu組和A1NixCrFeMo0.2CoCu組高熵合金的致密度均超過91％，明顯高于AlxNiCrFeMo0.5CoCu組高熵合金的致密度，分析是由于高熔點元素含量減少有助于燒結(jié)過程中冶金反應(yīng)的進(jìn)行。
　　 3)Al元素的加入可促進(jìn)合金調(diào)幅分解和納米顆粒的析出，進(jìn)而提高合金的硬度，A11.0合金硬度達(dá)到306HV，但合金的塑性隨著Al含量增加而降低。相反，隨著Fe或Ni元素含量的增

5、加，合金硬度逐漸降低，但塑性得到提升，F(xiàn)e2.0合金和Ni2.0合金的最大變形量分別達(dá)到30.2％和31.7％。
　　 4)對AlNiCrFexMo0.2CoCu組和AlNixCrFeMo0.2CoCu組高熵合金分別在0.5mol/L的H2SO4，0.5mol/L的NaOH溶液和3.5％的NaCl溶液中進(jìn)行電化學(xué)腐蝕試驗，分析塔菲爾曲線得知，兩組合金在0.5mol/L的NaOH溶液中均具有明顯低于在其他兩種溶液中的腐蝕電位，即合