[發明專利]一種抗拉強度1.5GPa中熵合金的制備方法

有效

• 申請號: 201910232105.2
• 申請日: 2019-03-26
• 公開（公告）號: CN110273095B
• 公開（公告）日: 2021-03-02
• 發明（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權代理有限公司 11448
• 代理人: 黃耀威

本發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，傳統的細晶強化與相變強化機制很難得到應用，在常規的軋制及后續熱處理工藝下，其力學性能較低，無法滿足最終產品高強度、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良性能的中熵合金。

發明內容

本發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品的最終力學性能。過冷軋過程(-50℃)，與常規室溫軋制相比，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，后續采用退火工藝使組織發生部分再結晶過程，而再結晶組織具有較低的位錯密度，其塑性較優，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調作用可以有效提高合金鋼的強度與塑性。因此，本發明提供的一種抗拉強度1.5GPa中熵合金的制備方法，在不改變現有CoCrNi化學成分的前提下，充分利用過冷軋及后續退火工藝，對退火過程中的部分再結晶行為進行調控，最終組織為再結晶組織與冷軋變形組織，可最大程度調控其強度及塑性。

附圖說明

圖1為本發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；