[發明專利]一種強塑性匹配良好的四元亞共晶高熵合金及其制備方法

有效

• 申請號: 201910592851.2
• 申請日: 2019-07-03
• 公開（公告）號: CN110172630B
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發明（設計）人: 馬麗莉;王家寧;馬國俊;馬斌;高滿;金培鵬
• 申請（專利權）人: 青海大學
• 主分類號: C22C30/00
• 分類號: C22C30/00;C22C1/02
• 代理公司: 重慶宏知億知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 50260
• 代理人: 余義麗

本發明公開了一種強塑性匹配良好的四元亞共晶高熵合金，所述高熵合金的組分為Al_xCo_yCr_zNi_w，其中，x、y、z和w分別對應各自元素的摩爾配比，16≥x≥12，30≥y≥26，30≥z≥26，32≥w≥28。這種高熵合金具有亞共晶結構且強塑性匹配良好。同時本發明提供了這種四元亞共晶的高熵合金的制備方法，首先將單質金屬去除氧化皮，按摩爾比稱量并混合后置于高真空非自耗電弧熔煉爐中，在氬氣保護下，真空下進行電弧熔煉，得到合金液，攪拌，冷卻，得到合金錠；重復熔煉四次后將所得高熵合金表面氧化皮去除，用酒精超聲清洗兩次，再將的合金錠置于高真空電弧熔煉翻轉澆鑄及離心澆鑄系統，重熔后澆鑄銅模具中，得到Al₁₄Co₂₈Cr₂₈Ni₃₀高熵合金測試樣。這種方法簡單、安全、穩定。

技術領域

本發明涉及金屬材料及其制備技術領域，具體涉及一種強塑性匹配良好的四元亞共晶高熵合金及其制備方法。

背景技術

高熵合金因具有優異的高溫力學性能、耐腐蝕、耐磨性和抗氧化性，引起了廣泛的研究興趣。以往報道的高熵合金大多表現為單一的面心立方(FCC)或體心立方(BCC)相結構。然而，具有單相結構的高熵合金一般不能克服強度與塑性的此消彼長。因此，為了達到強度與塑性的平衡，設計了“軟”與“硬”相結合的雙相結構高熵合金。

對于雙相結構合金，其力學性能與組成相的尺寸、形狀和分布密切相關。此外，組織均勻、細小的合金因細晶強化效應表現出更好的力學性能和更大的優化潛力。因此，為了進一步優化雙相高熵合金的強塑性組合，有研究提出了一種具有納米片狀組織的共晶高熵合金，例如文獻Y.P.Lu,Y.Dong,S.Guo,et al.A promising new class of high-temperature alloys:Eutectic high-entropy alloys,Sci.Rep.,4(2014)1-5中報道的AlCoCrFeNi_2.1共晶高熵合金具有較好的強塑性匹配。最近的報道顯示，與共晶高熵合金相比，具有部分初生“軟”相(FCC相)的亞共晶高熵合金具有更好的強塑性匹配。例如文獻X.Jin,J.Bi,L.Zhang,et al.A new CrFeNi₂Al eutectic high entropy alloy systemwith excellent mechanical properties,J.Alloys Compd.,770(2019)655-661研究結果表明亞共晶高熵合金具有較好的強度和塑性匹配。

發明內容

基于上述發明目的及依據，本發明提供了一種強塑性匹配良好的四元亞共晶高熵合金，這種高熵合金具有亞共晶結構，強塑性匹配良好，同時本發明提供了一種強塑性匹配良好的四元亞共晶高熵合金的制備方法，這種方法簡單、安全、穩定。

為實現上述目的，本發明采用了如下的技術方案：

一種強塑性匹配良好的四元亞共晶高熵合金，所述高熵合金的組分為Al_xCo_yCr_zNi_w，其中，x、y、z和w分別對應各自元素的摩爾配比，16≥x≥12，30≥y≥26，30≥z≥26，32≥w≥28。

進一步，所述x為14。

進一步，所述y為28。

進一步，所述z為28。

進一步，所述w為30。

一種強塑性匹配良好的四元亞共晶高熵合金的制備方法，具體包括如下步驟：

S1:利用SiC砂紙和砂輪機去除Al、Co、Cr和Ni單質金屬原料的表面雜質和氧化物，然后置于不同容器加入酒精，超聲清洗兩次，所述Al、Co、Cr和Ni單質金屬原料的純度均不低于99.9wt％，；