[發(fā)明專利]一種W-Re-Ta-Mo高溫高熵合金及其制備方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202010163328.0 | 申請日： | 2020-03-10 |
| 公開（公告）號： | CN111139392B | 公開（公告）日： | 2021-03-30 |
| 發(fā)明（設計）人： | 梁秀兵;莫金勇;孫博;萬義興;張志彬;沈?qū)汖?/a> | 申請（專利權(quán)）人： | 中國人民解放軍軍事科學院國防科技創(chuàng)新研究院;中國礦業(yè)大學 |
| 主分類號： | C22C30/00 | 分類號： | C22C30/00;C22C1/02 |
| 代理公司： | 北京北新智誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11100 | 代理人： | 張晶 |
| 地址： | 100071 北*** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 re ta mo 高溫 合金 及其 制備 方法 | ||
本發(fā)明提供一種W?Re?Ta?Mo高溫高熵合金及其制備方法。該高溫高熵合金中由W、Re、Ta和Mo等原子比或非等原子比組成。本發(fā)明還提供該高溫高熵合金的制備方法，包括：1)稱取所需重量的W、Re、Ta、Mo原料；2)進行真空電弧熔煉。本發(fā)明制備的W?Re?Ta?Mo高溫高熵合金具有高熔點、高抗壓強度、高溫組織性能穩(wěn)定且易于制備的特點，可用于彌補鎳基高溫合金1200℃以上溫度時強度不足，取代鎳基高溫合金用于高溫結(jié)構(gòu)領域。
技術(shù)領域
本發(fā)明屬于金屬材料領域，涉及一種耐高溫的高熵合金及其制備方法，具體涉及一種W-Re-Ta-Mo高溫高熵合金及其制備方法。
背景技術(shù)
高溫合金是指以鐵、鈷、鎳為主要合金組元，工作溫度高于600℃的一類金屬材料。在高溫下服役時，高溫合金一般能表現(xiàn)出較高的高溫強度和高溫組織結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，具有良好的抗高溫氧化性能、抗高溫疲勞性能、耐蝕性能及斷裂韌性等。
我國高溫合金的發(fā)展已有六十多年，大致可分為三個階段。第一階段為起步階段，自20世紀50年代至70年代，主要是在前蘇聯(lián)專家的指導下，仿制前蘇聯(lián)生產(chǎn)的某些高溫合金；第二階段是指從上世紀70年代至90年代，這一時期通過引進歐美高溫合金的生產(chǎn)和技術(shù)標準，我國初步建立了高溫合金的生產(chǎn)和質(zhì)量管理體系，高溫合金的生產(chǎn)工藝得到不斷優(yōu)化，大大提高了我國高溫合金的產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)規(guī)模，這一階段是我國高溫合金的快速發(fā)展階段。第三階段是我國高溫合金的創(chuàng)新發(fā)展階段，從20世紀末至今的二十多年內(nèi)，我國自主研發(fā)了多種體系高性能、多用途、長壽命的新型高溫合金，生產(chǎn)規(guī)模和技術(shù)已處于國際前列。
目前，我國鎳基高溫合金的應用十分廣泛，所生產(chǎn)的高溫合金已能滿足1000℃以上的使用要求，但使役溫度高于1200℃甚至更高的高溫合金仍極大缺乏。隨著我國航空航天及交通運輸行業(yè)的快速發(fā)展，更高使役溫度高溫合金的需求越來越大，使用溫度高于2000℃的超高溫高熵合金由此迅速發(fā)展。普通鎳基高溫合金以鎳作為主元元素，通過添加多種耐高溫難熔元素提高合金的高溫性能，在高溫環(huán)境下服役時，較多的組元數(shù)量一定程度上增大了鎳基合金發(fā)生相變失效的可能性。因此，鎳基高溫合金的合金化程度高但最高使用溫度上限卻較低。NbMoTaW高溫高熵合金具有單相體心立方(BCC)結(jié)構(gòu)，室溫最大抗壓強度為1211MPa，塑性為2.1％，脆性大，塑性不好，強度有待提高(Senkov O N,etal.Intermetallics[J],2011,19(5):698-706.)。如何在通過金屬間合金化提高合金使用溫度的同時又能保證合金在高溫環(huán)境中具有高的組織結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，已成為超高溫高熵合金發(fā)展過程中亟待解決的難題。
發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種W-Re-Ta-Mo高溫高熵合金，該高溫高熵合金為單相體心立方(BCC)結(jié)構(gòu)，具有高熔點、高抗壓強度、高溫組織性能穩(wěn)定且易于制備的特點。室溫塑性比現(xiàn)有NbMoTaW高熵合金高。1600℃時仍具有246MPa的抗壓強度，比現(xiàn)有高溫合金具有更高的高溫強度和使用溫度范圍。
本發(fā)明的另一目的在于提供上述W-Re-Ta-Mo高溫高熵合金的制備方法，該制備方法采用真空電弧熔煉法制備合金鑄錠，簡單易行，鑄錠組織均勻。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種W-Re-Ta-Mo高溫高熵合金，所述高溫高熵合金中由W、Re、Ta和Mo以等原子比或非等原子比組成；
其中，該高溫高熵合金以等原子比組成時化學式記為WReTaMo；
該高溫高熵合金以非等原子比組成時，化學式記為WaRebTacMod，其中原子百分數(shù)a、b、c和d均為20～30，且a+b+c+d＝100。
本發(fā)明還提供上述W-Re-Ta-Mo高溫高熵合金的制備方法，包括如下步驟：
1)稱取所需重量的W、Re、Ta和Mo原料放入非自耗真空電弧熔煉爐的水冷銅坩堝內(nèi)；
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