[發(fā)明專利]一種AlCrMoNbTaTi高熵合金材料及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011484285.2
• 申請日: 2020-12-16
• 公開（公告）號: CN112647008A
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發(fā)明（設計）人: 肖逸鋒;郭景平;張汭;吳靚;張乾坤;陳宇;陳愚
• 申請（專利權(quán)）人: 湘潭大學
• 主分類號: C22C30/00
• 分類號: C22C30/00;C22C1/02;C22F1/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種耐高溫、抗氧化的AlCrMoNbTaTi高熵合金材料，Al:Cr:Mo:Nb:Ta:Ti的摩爾比為1:1:1:1:1:1，其具體制備方法，特征在于，包括如下步驟：

步驟一：使用超聲處理儀器分別對純度不小于99.7wt.％的Al、Cr、Mo、Nb、Ta和Ti金屬材料清洗，清洗完后取出備用；其中，Al、Cr、Mo、Nb、Ta和Ti六種材料的形態(tài)均為除粉末狀外的片狀、塊狀或大顆粒狀。

步驟二：為了保證實驗準確，減少實驗誤差，采用萬分一的電子天平秤進行稱量，將步驟一超聲處理清洗后的Al、Cr、Mo、Nb、Ta和Ti六種材料以1:1:1:1:1:1的等摩爾比進行精確稱量，等待熔煉。

步驟三：打開非自耗真空電弧熔煉爐的爐門，將步驟二稱量配比的原料放進非自耗真空電弧熔煉爐的銅模坩堝，按照熔點最低的材料放在最下層、熔點最高的放在最上層的方式逐層堆放，并將純鈦片放置在最中間的熔煉池內(nèi)，放置完畢之后關閉爐門，擰緊樣品室封閉旋鈕。

步驟四：打開真空泵，對樣品室抽真空到真空度低于5.0×10^-3MPa，充入高純度的氬氣到0.05MPa后再次抽真空到真空度低于5.0×10^-3MPa；重復幾次上述操作，對樣品室進行充分清洗以降低雜質(zhì)氣體的含量。

步驟五：待樣品室進行充分清洗后，再沖入氬氣達到半個大氣壓，開始引弧熔煉。先將純鈦片熔煉，盡量消耗樣品室中殘余的氧氣，然后再逐個熔煉其他銅模坩堝內(nèi)的樣品。每個試樣反復熔煉8-10次，每次熔煉后翻轉(zhuǎn)樣品，每次熔煉時間為1-2min,以保證各元素混合均勻。隨爐冷卻后，制得所述的鑄態(tài)AlCrMoNbTaTi高熵合金材料，其組織為枝晶狀結(jié)構(gòu)，枝晶間有少量A15相枝晶和Laves相。

步驟六：將熔煉得到的鑄態(tài)高熵合金放入真空管式加熱爐中進行1200-1350℃，保溫3-5h的均勻化退火。隨爐冷卻后得到所述的AlCrMoNbTaTi高熵合金材料，其組織變?yōu)楦泳鶆虻闹c大量均勻分布的第二相黑色顆粒組成。

2.一種耐高溫、抗氧化的AlCrMoNbTaTi高熵合金材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一：使用超聲處理儀器分別對純度不小于99.7wt.％的Al、Cr、Mo、Nb、Ta和Ti金屬材料清洗，清洗完后取出備用；其中，Al、Cr、Mo、Nb、Ta和Ti六種材料的形態(tài)均為除粉末狀外的片狀、塊狀或大顆粒狀。

步驟二：為了保證實驗準確，減少實驗誤差，采用萬分一的電子天平秤進行稱量，將步驟一超聲處理清洗后的Al、Cr、Mo、Nb、Ta和Ti六種材料以1:1:1:1:1:1的等摩爾比進行精確稱量，等待熔煉。

步驟三：打開非自耗真空電弧熔煉爐的爐門，將步驟二稱量配比的原料放進非自耗真空電弧熔煉爐的銅模坩堝，按照熔點最低的材料放在最下層、熔點最高的放在最上層的方式逐層堆放，并將純鈦片放置在最中間的熔煉池內(nèi)，放置完畢之后關閉爐門，擰緊樣品室封閉旋鈕。

步驟四：打開真空泵，對樣品室抽真空到真空度低于5.0×10^-3MPa，充入高純度的氬氣到0.05MPa后再次抽真空到真空度低于5.0×10^-3MPa；重復幾次上述操作，對樣品室進行充分清洗以降低雜質(zhì)氣體的含量。

步驟五：待樣品室進行充分清洗后，再沖入氬氣達到半個大氣壓，開始引弧熔煉。先將純鈦片熔煉，盡量消耗樣品室中殘余的氧氣，然后再逐個熔煉其他銅模坩堝內(nèi)的樣品。每個試樣反復熔煉8-10次，每次熔煉后翻轉(zhuǎn)樣品，每次熔煉時間為1-2min,以保證各元素混合均勻。隨爐冷卻后，制得所述的鑄態(tài)AlCrMoNbTaTi高熵合金材料，其組織為枝晶狀結(jié)構(gòu)，枝晶間有少量A15相和Laves相。

步驟六：將熔煉得到的鑄態(tài)高熵合金放入真空管式加熱爐中進行1200-1350℃，保溫3-5h的均勻化退火。隨爐冷卻后得到所述的AlCrMoNbTaTi高熵合金材料，其組織變?yōu)楦泳鶆虻闹c大量均勻分布的第二相黑色顆粒組成。