[發明專利]一種Ni-Co-Fe-B系共晶高熵合金及其制備方法和用途

有效

• 申請號: 202110605875.4
• 申請日: 2021-06-01
• 公開（公告）號: CN113444954B
• 公開（公告）日: 2021-12-21
• 發明（設計）人: 陳正;單彩霞;劉猛;趙李新;王汝江;張平;顧申翔宇;時曉
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: C22C30/00
• 分類號: C22C30/00;C22C1/02
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 陳國強

本發明公開了一種Ni?Co?Fe?B系共晶高熵合金及其制備方法，所述共晶高熵合金的合金組分為Ni_aCo_bFe_cB_dM_e，M為微量元素，其中，a、b、c、d、e分別為對應元素的摩爾百分比，a15％，b15％，5％≤c≤10％，10≤d≤25％，e≥0％，且a+b+c+d+e＝100。本發明的共晶高熵合金采用懸浮熔煉法制備而成。該共晶高熵合金為共晶層片結構，非金屬主元在共晶體系中起到重要作用，片層間距小，強、塑性匹配較好，力學性能優異，流動性強，具有優異的鑄造性能，在航空航天、機械工業等領域有廣闊的應用前景。

技術領域

本發明屬于高熵合金技術領域，具體涉及一種共晶高熵合金及其制備方法和用途。

背景技術

高熵合金(HEAs)打破了傳統的合金設計理念，是由多主元元素組成的新型合金，但大部分高熵合金流動性和可鑄造性較差，成分不均勻，不利于高熵合金的規模化應用。共晶高熵合金(EHEAs)可同時具有高熵合金和共晶合金的特性，減少鑄造缺陷，改善了鑄造性能。

申請公布號為CN 109750209 A的發明專利公開的“一種超細晶共晶高熵合金及其制備方法”公布了一種超細晶共晶高熵合金，通式為Al_1.0Cr_1.0Co_xFe_yNi_zMn_iM_j。其中，M為Nb元素、Mo元素、W元素、Ti元素、V元素、Zr元素、Cu元素或Si元素中的一種或多種，0≤x≤1.2，0.6≤y≤1.6，z≤3.2，2.8≤x+z≤3.2,i≤y，0≤i+y≤1.6，0≤j≤0.2。

申請公布號為CN 108950349 B的發明專利公開的“一種CoFeNi₂VZr_x共晶高熵合金及其制備方法”公開了一種CoFeNi₂VZr_x共晶高熵合金，其組成元素Co、Fe、Ni、V、Zr含量按照摩爾比計為1:1:2:1:x，其中x＝0.5～0.6(摩爾比)。

迄今為止，只有很少幾種共晶高熵合金體系被報道，滿足工程需要的高熵共晶合金尚需進一步研究，尤其是含非金屬主元的共晶高熵合金報道非常少，因此，設計和制備含非金屬主元的共晶高熵合金具有重要的意義。

發明內容

本發明的目的在于提供一種Ni-Co-Fe-B系共晶高熵合金及其制備方法和用途，以解決高熵合金流動性和可鑄造性較差的問題。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種Ni-Co-Fe-B系共晶高熵合金，所述共晶高熵合金的合金組分為Ni_aCo_bFe_cB_dM_e，M為微量元素，其中，a、b、c、d、e分別為對應元素的摩爾百分比，a15％，b15％，5％≤c≤10％，10≤d≤25％，e≥0％，且a+b+c+d+e＝100。

所述M為Si、Al、V、Mo、Cr、Nb、Ti中的一種或幾種。

一種Ni-Co-Fe-B系共晶高熵合金的制備方法，包括以下步驟：

(1)采用物理法或化學法除合金原料表面氧化皮，并使用乙醇超聲波清洗合金原料；

(2)按照所述共晶高熵合金的各組分比例，將合金原料放入懸浮熔煉爐中的石英試管；

(3)將懸浮熔煉爐抽真空后，在懸浮熔煉爐中充入氬氣；

(4)熔煉得到具有共晶層片組織的共晶高熵合金。