[發明專利]一種CrNbTiVZrSi高熵合金及其制備方法

在審

• 申請號: 202010945706.0
• 申請日: 2020-09-10
• 公開（公告）號: CN112030055A
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發明（設計）人: 劉日平;逯昊燃;陳博涵;馬巍;姬朋飛;李波;張新宇;馬明臻
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: C22C30/00
• 分類號: C22C30/00;C22C1/02;C22F1/00
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 劉奇

本發明提供了一種CrNbTiVZrSi高熵合金及其制備方法，屬于新材料制備領域。本發明提供的CrNbTiVZrSi高熵合金中Cr、Nb、Ti、V、Zr、Si元素的物質的量之比為Cr：Nb：Ti：V：Zr：Si＝(0.5～1.5)：(0.5～1.5)：(0.5～1.5)：(0.5～1.5)：(0.5～1.5)：(0.08～0.42)。本發明通過添加低密度合金元素并設計其配比可有效調控合金形貌，并利用Si的析出強化制備出具有高強度與低密度的CrNbTiVZrSi高熵合金。實施例的結果顯示，本發明提供的CrNbTiVZrSi高熵合金的屈服強度可達到900～1155MPa，密度低于6.7g/cm³。

技術領域

本發明涉及新材料制備領域，具體涉及一種CrNbTiVZrSi高熵合金及其制備方法。

背景技術

目前，高熵合金以其優異的物理化學性能吸引了研究者的廣泛關注。然而，傳統高熵合金的密度普遍較大，極大地限制了其工程應用。為了降低高熵合金密度，現有技術普遍添加Al、Mg、Li、C等低密度元素被用于制備高熵合金，但是，一系列的低密度合金元素的添加又限制了高熵合金的強度，難以適應于航空航天、能源交通等領域的苛刻結構部件的應用。因而制備一種高強度與低密度的高熵合金，即使其更加輕量化的同時具有更優異的力學性能成為現有技術亟待解決的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種CrNbTiVZrSi高熵合金，本發明的CrNbTiVZrSi高熵合金具有高屈服強度和低密度。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

本發明提供了一種CrNbTiVZrSi高熵合金，所述CrNbTiVZrSi高熵合金中Cr、Nb、Ti、V、Zr、Si元素的物質的量之比為Cr：Nb：Ti：V：Zr：Si＝(0.5～1.5)：(0.5～1.5)：(0.5～1.5)：(0.5～1.5)：(0.5～1.5)：(0.08～0.42)。

優選的，所述CrNbTiVZrSi高熵合金中Cr、Nb、Ti、V、Zr、Si元素的物質的量之比為Cr：Nb：Ti：V：Zr：Si＝(0.6～1.2)：(0.6～1.2)：(0.6～1.2)：(0.6～1.2)：(0.1～0.4)。

優選的，所述CrNbTiVZrSi高熵合金中Cr、Nb、Ti、V、Zr、Si元素的物質的量之比為Cr：Nb：Ti：V：Zr：Si＝(0.8～1.1)：(0.8～1.1)：(0.8～1.1)：(0.8～1.1)：(0.35～0.4)。

優選的，所述CrNbTiVZrSi高熵合金中Cr、Nb、Ti、V、Zr、Si元素的物質的量之比為Cr：Nb：Ti：V：Zr：Si＝(0.9～1)：(0.9～1)：(0.9～1)：(0.9～1)：(0.38～0.4)。

本發明還提供了上述技術方案所述的CrNbTiVZrSi高熵合金的制備方法，包括以下步驟：

(1)將合金原料進行熔煉，冷卻后得到鑄錠；

(2)將所述步驟(1)得到的鑄錠進行均勻化退火，得到CrNbTiVZrSi高熵合金。

優選的，在所述合金原料在熔煉之前進行預處理。

優選的，所述步驟(1)中熔煉的溫度為1500～3000℃，熔煉的時間為30～60min。

優選的，所述步驟(1)中冷卻的方式為隨爐冷卻至室溫。

優選的，所述步驟(2)中均勻化退火的升溫速率為8～16℃/min。

優選的，所述步驟(2)中均勻化退火的保溫溫度為1000～1300℃，均勻化退火的保溫時間為20～24h。