[發明專利]一種高強高韌層狀異構中熵合金及其制備方法

有效

• 申請號: 202110717404.2
• 申請日: 2021-06-28
• 公開（公告）號: CN113444958B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 楊延清;陸文杰;董清軒
• 申請（專利權）人: 威海藍谷材料分析研究院有限公司
• 主分類號: C22C30/00
• 分類號: C22C30/00;C22C1/02;C22F1/00
• 代理公司: 威海恒譽潤達專利代理事務所(普通合伙) 37260
• 代理人: 曾基

1.一種高強高韌層狀異構中熵合金，其特征在于，其組織為多重層狀異質結構，其所含主要元素為Ni、Cr、Co、Nb，所述中熵合金的組分為(Ni₂CrCo)_100-xNb_x，其中Ni、Cr、Co元素的摩爾比為2∶1∶1，Nb元素的原子百分比為2≤x≤5 at.%；

所述的一種高強高韌層狀異構中熵合金的制備方法，其包括以下步驟：

步驟（1），配料：按照所述中熵合金的名義成分分別對所述Ni、Cr、Co、Nb單質金屬原料進行精確稱量，備用；

步驟（2），熔煉：將所述Ni、Cr、Co、Nb單質金屬原料置于真空感應熔煉爐中加熱至熔化，然后傾倒在鋼模中冷卻，得到中熵合金鑄錠；

步驟（3），液氮軋制：將得到的所述中熵合金鑄錠浸入液氮槽中，然后進行多道次軋制處理，確保總的軋制量為70%～90%；每道次軋制間隙需要在液氮中充分浸泡，得到液氮軋制的中熵合金；

步驟（4），熱處理：將得到的所述中熵合金進行部分再結晶處理和時效處理，所述部分再結晶處理為：將得到的所述中熵合金在900 ℃～1100 ℃溫區處理1 min～60 min，水淬；所述時效處理為：將部分再結晶處理的中熵合金在650℃～850℃時效處理10～30小時，水淬；即可獲得所述高強高韌層狀異構中熵合金。

2.根據權利要求1所述的一種高強高韌層狀異構中熵合金，其特征在于，所述Ni、Cr、Co和Nb單質金屬原料純度均不低于99.5 %。

3.根據權利要求1所述的一種高強高韌層狀異構中熵合金，其特征在于，在所述步驟（1）配料之前，對所述Ni、Cr、Co、和Nb單質金屬原料進行預處理，預處理的方法為：以所述Ni、Cr、Co、和Nb金屬塊作為原材料，使用機械研磨去除原材料表面氧化皮，然后依次置于丙酮、酒精溶液中進行超聲清洗，繼而吹干備用。

4.根據權利要求1所述的一種高強高韌層狀異構中熵合金，其特征在于，在所述步驟（2）熔煉中，將所述Ni、Cr、Co、Nb單質金屬原料置于所述真空感應熔煉爐中加熱至熔化并保溫20～30分鐘，然后傾倒在所述鋼模中冷卻，得到所述中熵合金鑄錠。

5.根據權利要求1所述的一種高強高韌層狀異構中熵合金，其特征在于，在所述步驟（2）熔煉中，得到所述中熵合金鑄錠后，對所述中熵合金鑄錠在熱處理爐中進行高溫均勻化處理，高溫均勻化處理方法為：在1250 ℃溫度保溫10～15小時，水淬。

6.根據權利要求1所述的一種高強高韌層狀異構中熵合金，其特征在于，在所述步驟（3）液氮軋制中，每道次軋制間隙需要在液氮中充分浸泡10分鐘。