[發(fā)明專利]一種抗拉強度1.5GPa中熵合金的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910232105.2
• 申請日: 2019-03-26
• 公開（公告）號: CN110273095B
• 公開（公告）日: 2021-03-02
• 發(fā)明（設計）人: 衣海龍;周永康;方明陽;畢夢圓;王晨充;徐偉
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: C22C30/00
• 分類號: C22C30/00;C22F1/00
• 代理公司: 北京中強智尚知識產(chǎn)權代理有限公司 11448
• 代理人: 黃耀威

本發(fā)明提供了一種抗拉強度1.5GPa中熵合金的制備方法，其步驟包括：選取CoCrNi三元中熵合金作坯料，其Co、Cr及Ni原子百分比為1：1：1；將坯料加熱軋制成4～12mm的板材，然后空冷至室溫；將空冷后的板材在加熱爐中加熱，保溫，然后淬火至室溫，再在?50℃的溫度下進行冷軋，總變形量為75％，得到厚度為1～3mm的板材；將1～3mm板材在退火爐中加熱，保溫，然后淬火至室溫，得到抗拉強度1.5GPa的中熵合金。本發(fā)明提供的一種抗拉強度1.5GPa中熵合金的制備方法，制得的中熵合金具有高強度與高塑性。

技術領域

本發(fā)明屬于金屬板帶軋制與熱處理技術領域，特別涉及一種抗拉強度1.5GPa中熵合金的制備方法。

背景技術

隨著社會發(fā)展與科技的進步，對高性能的新型金屬材料提出了更高的需求。中熵合金打破了傳統(tǒng)合金以混合焓為主的單主元成分設計理念，以構型熵為主設計了一類新型多主元金屬材料。同時，與添加五元及以上的高熵合金相比，中熵合金以三元或四元合金為主，由于其具有與傳統(tǒng)合金不同的獨特結構，在成分設計簡化的基礎上，中熵合金仍然具有高強度、高硬度、良好耐磨性、耐熱性及抗高溫氧化性等性能，有望在超高強航空航天材料、超高溫材料、抗輻照核能材料等工業(yè)領域中得到推廣和應用。然而，由于中熵合金多為面心立方結構，傳統(tǒng)的細晶強化與相變強化機制很難得到應用，在常規(guī)的軋制及后續(xù)熱處理工藝下，其力學性能較低，無法滿足最終產(chǎn)品高強度、高塑性的要求，因此，需要改進工藝路線，以獲得具有高強度與高塑性優(yōu)良性能的中熵合金。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種具有高強度與高塑性的抗拉強度1.5GPa中熵合金的制備方法。

為解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種抗拉強度1.5GPa中熵合金的制備方法，包括如下步驟：

選取CoCrNi三元中熵合金作坯料，其Co、Cr及Ni原子百分比為1：1：1；

將坯料加熱軋制成4～12mm的板材，然后空冷至室溫；

將空冷后的板材在加熱爐中加熱，保溫，然后淬火至室溫，再在-50℃的溫度下進行冷軋，總變形量為75％，得到厚度為1～3mm的板材；

將1～3mm的板材在退火爐中加熱，保溫，然后淬火至室溫，得到抗拉強度1.5GPa的中熵合金。

進一步地，所述坯料加熱軋制過程中，終軋溫度控制為1000±20℃，

進一步地，所述空冷后的板材在加熱爐中加熱溫度至1200±10℃，加熱速率為10-15℃/min，保溫時間為100-140min。

進一步地，所述板材在退火爐中加熱至800℃±10℃，加熱速率為10-15℃/min，保溫100-140min。

進一步地，所述空冷后的板材在冷軋時的總變形量控制在75％。

對三元CoCrNi中熵合金來說，其晶體結構為面心立方，單純依靠奧氏體晶粒的細化獲得的性能提升有限，而奧氏體組織的強度、位錯密度及尺寸分布均會直接影響產(chǎn)品的最終力學性能。過冷軋過程(-50℃)，與常規(guī)室溫軋制相比，可以有效增加應變累計效果，使奧氏體晶粒中的位錯密度迅速升高，為了保留這些強度較高的奧氏體組織，后續(xù)采用退火工藝使組織發(fā)生部分再結晶過程，而再結晶組織具有較低的位錯密度，其塑性較優(yōu)，故位錯密度高、強度高的冷軋變形組織與位錯密度低、塑性高的再結晶組織的協(xié)調(diào)作用可以有效提高合金鋼的強度與塑性。因此，本發(fā)明提供的一種抗拉強度1.5GPa中熵合金的制備方法，在不改變現(xiàn)有CoCrNi化學成分的前提下，充分利用過冷軋及后續(xù)退火工藝，對退火過程中的部分再結晶行為進行調(diào)控，最終組織為再結晶組織與冷軋變形組織，可最大程度調(diào)控其強度及塑性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例提供的一種抗拉強度1.5GPa中熵合金的制備方法流程圖；