[發明專利]超塑性高熵合金、板材及其制備方法

有效

• 申請號: 201910715280.7
• 申請日: 2019-08-05
• 公開（公告）號: CN110284042B
• 公開（公告）日: 2020-05-05
• 發明（設計）人: 陳建;趙雪柔;呂煜坤;顏屹;王宇哲;楊小光
• 申請（專利權）人: 西安工業大學
• 主分類號: C22C30/00
• 分類號: C22C30/00;C22C1/03;C22F1/00;C21D8/02
• 代理公司: 西安維賽恩專利代理事務所(普通合伙) 61257
• 代理人: 劉艷霞

本發明公開了提供一種超塑性高熵合金、板材及其制備方法，該高熵合金分子式為(Fe₅₀Mn₂₅Co₁₀Cr₁₅)_0.98CMo，并通過配料、真空熔煉、澆鑄、固溶處理和冷加工等步驟得到最終的具有超塑性和焊接性能的復雜零件加工原料；本發明通過對組成元素的選擇，構建出高熵合金組成體系，使其具有良好的焊接性能，并且設計了高熵合金及其板材的制備工藝，通過冶煉、熱軋、固溶處理和冷軋得到具有超塑性性能的供貨態板材，可以通過超塑性成形實現復雜零部件的成形。

【技術領域】

本發明屬于合金板材制造技術領域，尤其涉及一種超塑性高熵合金、板材及其制備方法。

【背景技術】

近年來，超塑性成形工藝在航天、汽車、車廂制造等部門中廣泛采用，所用的超塑性合金包括鋁、鎂、鈦、碳鋼、不銹鋼和高溫合金等。它主要利用金屬的超塑性，使形狀復雜的零件在較低的能耗情況下一次性超塑成形，節能、省工、省料，而且超塑性還能改善材料的組織與性能，具有一定的組成性能的優越性。

鋼材以其低廉的價格、可靠的性能成為世界上使用最多的材料之一，是建筑業、制造業和人們日常生活中不可或缺的一部分。我國對一系列軸承鋼，結構鋼和工具鋼的超塑性進行了研究，并在工業上模具制造方面利用超塑性初步得到應用。

然而，傳統超高碳超塑性鋼中含碳量過高，不具有可焊接性能，傳統低中碳鋼在供貨態下又不具有超塑性，不能滿足復雜零件需要同時具有超塑性和焊接性能的要求。

【發明內容】

本發明的目的是提供一種超塑性高熵合金、板材及其制備方法，以為復雜零件提供同時具有超塑性和焊接性能的加工原料。

本發明采用以下技術方案：超塑性高熵合金，由Fe、Mn、Co、Cr、Mo和C構成，超塑性高熵合金分子式為(Fe₅₀Mn₂₅Co₁₀Cr₁₅)_0.98CMo。

本發明的另一種技術方案：超塑性高熵合金的制備方法，包括以下步驟：

配料：按照(Fe₅₀Mn₂₅Co₁₀Cr₁₅)_0.98CMo高熵合金的原子比，分別稱取Fe、Mn、Co、Cr、Mo和FeC作為原料；

真空熔煉：將上述原料裝入真空熔煉設備中，抽真空至(2.5～3.5)*10^-3Pa，向真空熔煉設備中注入惰性氣體直至其內壓強為-0.6Pa，對真空熔煉設備內原料進行翻轉熔煉5～6次，每次熔煉時間為3～5min，得到(Fe₅₀Mn₂₅Co₁₀Cr₁₅)_0.98CMo高熵合金鑄錠。

本發明的另一種技術方案：超塑性高熵合金板材，由上述的超塑性高熵合金制得。

本發明的另一種技術方案：超塑性高熵合金板材的制備方法，超塑性高熵合金的分子式為(Fe₅₀Mn₂₅Co₁₀Cr₁₅)_0.98CMo，具體包括以下步驟：

澆鑄：將(Fe₅₀Mn₂₅Co₁₀Cr₁₅)_0.98CMo高熵合金鑄錠熔至液態，注入預制模具中，得到(Fe₅₀Mn₂₅Co₁₀Cr₁₅)_0.98CMo高熵合金板材；