[發(fā)明專利]一種大體積鋁鎳鈷鐵鉻高熵合金的制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910379615.2
• 申請日: 2019-05-08
• 公開（公告）號: CN110093547A
• 公開（公告）日: 2019-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙宇宏;王帥;郭慶偉;侯華;程鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 中北大學(xué)
• 主分類號: C22C30/00
• 分類號: C22C30/00;C22C1/02
• 代理公司: 太原市科瑞達(dá)專利代理有限公司 14101
• 代理人: 江淑蘭

本發(fā)明涉及一種大體積鋁鎳鈷鐵鉻高熵合金的制備方法，針對熔煉過程中高熔點元素難熔、低熔點元素易揮發(fā)問題，采用緩步降溫、逐步添料的方式使用真空感應(yīng)熔煉爐制備了大體積鋁鎳鈷鐵鉻高熵合金，大體積鋁鎳鈷鐵鉻高熵合金鑄錠上、中、下三個部位物相結(jié)構(gòu)、微觀形貌一致，合金總質(zhì)量為999.5g，損耗為0.5g，維氏硬度分別為320.6HV、316.4HV、312.2HV，誤差在±10HV，屈服強(qiáng)度分別為1064Mpa、1082Mpa、1070Mpa，誤差在±20Mpa范圍內(nèi)，其力學(xué)性能基本一致，該方法工藝先進(jìn)，數(shù)據(jù)翔實，制備的大體積鋁鎳鈷鐵鉻高熵合金熔煉均勻，具有廣闊的應(yīng)用前景和使用價值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種大體積鋁鎳鈷鐵鉻高熵合金的制備方法，屬于有色金屬合金制備及應(yīng)用的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

近年來，高熵合金由于其優(yōu)異的合金性能得到了廣泛應(yīng)用，期望制備出性能良好、實用價值高的合金，然而目前制備的高熵合金由于受合金體積、高熔點元素難熔、低熔點元素?fù)]發(fā)嚴(yán)重等問題的影響，很難制備出理想的高熵合金，這為高熵合金研究發(fā)展帶來了許多困難；例如：不能進(jìn)行合理的硬度測試、標(biāo)準(zhǔn)的拉伸實驗，很難制備大體積規(guī)格鑄件，為此常選用中間合金進(jìn)行熔煉來降低元素之間熔點高、低問題，或者采用熔煉澆鑄等多種工藝相結(jié)合，但是這些工藝由于制備過程較復(fù)雜以及熔煉過程損耗嚴(yán)重給高熵合金制備帶來困難；目前制備大體積熔煉均勻的高熵合金還處于探索之中。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的

本發(fā)明的目的是根據(jù)背景技術(shù)的不足，制備大體積熔煉均勻的鋁鎳鈷鐵鉻高熵合金，通過緩步降溫、逐步添料的方式避免高熔點元素難熔、低熔點元素?fù)]發(fā)等問題，以提高高熵合金的力學(xué)性能和擴(kuò)展使用范圍。

技術(shù)方案

本發(fā)明使用的化學(xué)物質(zhì)材料為：鋁、鎳、鈷、鐵、鉻、無水乙醇、

氬氣，其組合準(zhǔn)備用量如下：以克、毫升、立方厘米為計量單位鋁：Al，純度99.99%，固態(tài)顆粒，90.8g±0.001g

鎳：Ni，純度99.99%，固態(tài)顆粒，282.26g±0.001g

鈷：Co，純度99.99%，固態(tài)顆粒，283.38g±0.001g

鐵：Fe，純度99.99%，固態(tài)顆粒，268.56g±0.001g

鉻：Cr，純度99.99%，固態(tài)顆粒， 75g±0.001g

無水乙醇：C₂H₅OH，純度99.99%液態(tài)液體5000mL±10mL

氬氣：Ar，純度99.99%，氣態(tài)氣體，800000cm³±100cm³

制備方法如下：

⑴配置合金原料：

鋁鎳鈷鐵鉻高熵合金合金元素配比為：Al：90.8g±0.001g；鎳：282.26g±0.001g；鈷：283.38g±0.001g；鐵：268.56g±0.001g；鉻：75g±0.001g；

⑵熔煉鋁鎳鈷鐵鉻高熵合金：

鋁鎳鈷鐵鉻高熵合金是在真空感應(yīng)熔煉爐中熔煉的，是在緩步降溫、逐步添料的過程中完成的；

① 清洗熔煉坩堝

用無水乙醇對熔煉坩堝進(jìn)行清理，使熔煉坩堝保持清潔，然后用吸塵裝置吸取熔煉爐中殘留雜質(zhì)；

② 放置原料

將鉻放入熔煉坩堝中，將鐵、鈷、鎳、鋁依次放入機(jī)械料筒中，密閉；

③ 抽真空、充氬氣