[發明專利]兼具二次屈服和高強高塑的共晶高熵合金及其制備方法

有效

• 申請號: 202010533590.X
• 申請日: 2020-06-12
• 公開（公告）號: CN111636027B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 鐘云波;時培建;楊兵;李毅;溫躍波
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: C22C30/00
• 分類號: C22C30/00;C22C1/02;B22D27/04;B22D11/00
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 顧勇華

1.一種兼具二次屈服和高強高塑的共晶高熵合金，其特征在于：所述共晶高熵合金由Al、Co、Cr、Fe和Ni組成，所述高熵合金的通式Al_aCo_bCr_cFe_dNi_e，其中16.4＜a≤19，16.4＜b≤20，0≤c＜16.4，16.4＜d≤20，34.4≤e＜41，且a+b+c+d+e＝100；共晶高熵合金主要由FCC和BCC相構成，組織為全層片，并且層片沿著單一方向排列；兼具二次屈服和高強高塑的共晶高熵合金采用如下方法制備而成：步驟一、樣品預制備：

將純度不低于99.9wt％的單質原料Al、Co、Cr、Fe和Ni表面的氧化物打磨干凈，用超聲波進行清洗，清洗完畢后晾干，隨后在用砂紙對原料表面進行二次打磨清理，用電子天平稱取所需質量的單質原料，誤差在±0.003g之間；然后進行超聲波清洗，再將原料取出晾干，最后裝入試樣袋中密封，備用；

步驟二：合金熔煉：

將清潔后的單質原料Al、Co、Cr、Fe和Ni放入熔煉爐內的紐扣錠狀銅盤中，關閉真空罩；然后打開機械泵的閥門，用機械泵將爐內真空度抽到氣壓為3.0×10⁰Pa以下，然后關閉機械泵的閥門；然后打開分子泵的閥門，用分子泵將真空度抽到氣壓不大于2.0×10^-3Pa；然后關閉分子泵閥門，打開充氣閥門，向真空罩內充入保護氣體，完成抽真空和充氣過程；

然后開始進行合金熔煉，等到所有的原料都熔化后，打開電磁攪拌，使熔體充分攪拌，保持至少30秒；然后關閉電磁攪拌，關閉電源，待合金液冷卻后將合金錠翻轉，重復熔煉至少4次，其中熔煉過程進行電磁攪拌至少2次，得到共晶高熵紐扣錠；

步驟三：將在步驟二得到的共晶高熵紐扣錠3個為一組放入板狀銅模具中，然后進行抽真空和充氣，與在步驟二中的抽真空和充氣過程方法相同；然后開始進行合金熔煉，熔煉后將合金板翻轉，重復熔煉至少3次，得到共晶高熵合金板；

步驟四：定向凝固和連鑄過程：

將在步驟三中制備的板狀共晶高熵合金切割成設定尺寸的合金塊，然后將合金塊放入熔煉爐中，用機械泵將爐內抽真空，然后充入保護氣體，完成一次洗氣步驟；重復上述洗氣步驟至少5次進行洗氣；接下來將熔煉爐加熱到不低于1440℃，然后保溫至少0.5h；然后開啟抽拉裝置，用設定的低速的拉速使合金沿著熱流相同的方向緩慢運動，定向凝固冷卻后得到所述共晶高熵合金。