[發明專利]一種氮強化的TiZrHfNb基高熵合金及其制備方法

有效

• 申請號: 201410660888.1
• 申請日: 2014-11-19
• 公開（公告）號: CN105671392B
• 公開（公告）日: 2017-11-03
• 發明（設計）人: 呂昭平;雷智鋒;何駿陽;黃海龍;吳淵;王輝;劉雄軍
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: C22C27/02
• 分類號: C22C27/02;C22C27/00;C22C28/00;C22C30/00;C22C1/02
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司11401
• 代理人: 皋吉甫

1.一種氮強化的TiZrHfNb基高熵合金，其特征在于，所述高熵合金材料成分的原子百分比表達式為Ti_aZr_bHf_cNb_dN_p，其中0＜a≤35,0＜b≤35,0＜c≤35,0＜d≤35,0＜p≤5，且a+b+c+d+p=100。

2.根據權利要求1所述的氮強化的高熵合金材料，其特征在于，所述高熵合金材料成分的原子百分比表達式為Ti_aZr_bHf_cNb_dM_fN_p，其中M為I、J、K或L 中的一種或多種，I取自C、B、Al、Si、P、Ga、In、Sn、Pb、Ge、As、Sb或Te中的至少一種，J為Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Au、Ag、Pd、Pt、Cd或Ru中的至少一種，K為V、Ta、Cr、W、Mo、Y、Mg、Ca中的至少一種，L為稀土元素中的至少一種，0＜a≤35,0＜b≤35,0＜c≤35,0＜d≤35，0≤f≤35,0＜p≤5，且a+b+c+d+f+p=100。

3.一種制備如權利要求1或2所述的氮強化的TiZrHfNb基高熵合金的方法，其特征在于

步驟1. 原料清洗：使用砂紙或砂輪機去除選定原料中Ti、Zr、Hf、Nb元素金屬的表面氧化皮，并使用工業乙醇超聲波振蕩清洗原料，其它金屬元素采用機械法或酸洗法來除去金屬表面的氧化皮，并使用工業乙醇超聲波振蕩清洗原料，備用；

步驟2：稱取原料：將處理后的原料和氮化物按照上述表達式的原子百分比換算成質量比進行配比稱料，其中N元素以粉體或塊體氮化物的方式加入，氮化物的純度不低于99.9%；

步驟3.熔煉：將稱取好的原料和氮化物原料按熔點高低順序堆放在非自耗真空電弧爐或冷坩堝懸浮爐里進行熔煉，Ti和Zr放在底部，Hf和Nb放在中間，氮化物熔點最高，放在最頂部，其它金屬元素按照熔點酌情放置，類金屬放于坩堝底部，然后進行抽真空，當真空度達到5×10^-3Pa后，向爐腔充氬氣至半個大氣壓，接著再抽一遍真空至5×10^-3Pa，再向爐腔充氬氣至半個大氣壓，開始熔煉合金；熔煉合金之前先熔煉鈦錠來吸去爐腔內游離的氧、氮等氣體，合金熔化后，電弧保持時間在60-120秒，待合金塊冷卻后將其翻轉，如此重復至少4次以上，且熔煉合金兩次后都再抽真空并重新充氬氣，待母合金充分熔煉均勻后，使用真空吸鑄設備，將合金吸鑄進入水冷銅模中，獲得簡單體心立方結構的高熵合金材料。