[發明專利]一種耐熔鋁腐蝕的高熵合金及其制備方法

有效

• 申請號: 202010044517.6
• 申請日: 2020-01-15
• 公開（公告）號: CN111254298B
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發明（設計）人: 尹付成;余文強;王鑫銘;歐陽雪枚
• 申請（專利權）人: 湘潭大學
• 主分類號: C22C1/02
• 分類號: C22C1/02;C22C30/00
• 代理公司: 湖南科云知識產權代理事務所(普通合伙) 43253
• 代理人: 黃美成

本發明公開了一種耐熔鋁腐蝕的高熵合金及其制備方法，耐熔鋁腐蝕的高熵合金由Al、Co、Ni、Fe、Ti和Cr進行混合并熔煉而成；其中，Al、Co、Ni、Fe、Ti和Cr的摩爾比為A1∶A2∶A3∶A4∶A5∶X；A1，A2，A3，A4，A5為0.9～1.1中的任一值；X的取值范圍為0～1.5。本發明的高熵合金具有優異的耐熔鋁腐蝕性能，使用壽命長。

技術領域

本發明屬于耐鋁液腐蝕材料領域，特別涉及一種耐熔鋁腐蝕的高熵合金。

背景技術

鋁及鋁合金因其良好的機械性能、較高的比強度、優異的抗疲勞和耐蝕性以及良好的導電性，廣泛應用于航空航天、交通、能源、電力等領域。熱浸鍍鋁是繼熱浸鍍鋅之后發展起來的一種高效防護工藝。無論是鋁的冶煉、壓鑄，還是熱浸鍍都涉及到鋁液及鋁合金的熔體。由于其高活性，熔鋁是腐蝕性最強的金屬之一。對金屬及金屬氧化物會造成嚴重的腐蝕，導致生產裝備因腐蝕失效，使用壽命縮短，嚴重影響產品質量和生產效益，可以說，金屬材料的耐鋁液腐蝕問題是制約鋁工業發展的關鍵因素。

因此，有必要制備一種耐熔鋁腐蝕的高熵合金。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種耐熔鋁腐蝕的高熵合金，該耐熔鋁腐蝕的高熵合金易于制備，且具有優異的耐熔鋁腐蝕性能。

發明的技術解決方案如下：

一種耐熔鋁腐蝕的高熵合金的制備方法，包括以下步驟：

步驟1：前處理步驟

將顆粒或塊狀的Al、Co、Ni、Fe、Ti和Cr進行清洗和干燥；

步驟2：配料步驟

按摩爾比為A1：A2：A3：A4：A5：X的比例稱取Al、Co、Ni、Fe、Ti和Cr進行混合，得到混合物；

其中A1，A2，A3，A4，A5為0.9～1.1中的任一值；取值時，A1，A2，A3，A4，A5互不相干，即任意兩個值可以相同或不相同；X的取值范圍為0X≦1.5；

步驟3：熔煉步驟

將混合物置于非自耗真空電弧熔煉爐進行熔煉，熔煉溫度范圍為660～2497℃，最終形成AlCoFeNiTiCrx合金。

還包括步驟4：預氧化處理步驟；

將所述AlCoFeNiTiCrx合金放入管式爐中保溫氧化50h～100h后隨爐冷卻以在所述AlCoFeNiTiCrx合金表面形成AlCoFeNiTiCrx合金氧化膜，其中保溫氧化溫度為850～900℃。

步驟1中的清洗和干燥是指：將丙酮溶液加入到裝有物料的容器，利用超聲波清洗15～30分鐘，再向容器中加入乙醇，利用超聲波清洗15～30分鐘，最后將物料放在干燥箱進行干燥，物料是指Al、Co、Ni、Fe、Ti和Cr中的任一種。容器優選燒杯。

步驟2中，A1，A2，A3，A4，A5均取值為1。

步驟2中，X取值0.2、0.4、0.6、0.8、1、1.2、1.4、1.5中的任一值。

步驟3中，采用抽真空充入惰性氣體并清洗的方法，保證爐腔內足夠真空度使得樣品不易被氧化；

所述非自耗真空電弧熔煉爐內部真空度達到3×10^-3～3×10^-2Pa時充入氬氣清洗3～5次；

清洗后，再充入氬氣使所述非自耗真空電弧熔煉爐內的氣壓保持在0.8～0.9個大氣壓，啟動非自耗真空電弧熔煉爐進行熔煉。