[發明專利]一種難熔Al-Cr-Ti-V-Nb輕質高熵合金及其制備方法

在審

• 申請號: 202111472890.2
• 申請日: 2021-12-01
• 公開（公告）號: CN114350989A
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 彭振;范子澤;駱再斌
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: C22C1/02
• 分類號: C22C1/02;C22C30/00;C22B9/20;C22F1/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種難熔Al-Cr-Ti-V-Nb輕質高熵合金的制備方法，其特征在于，包含以下步驟：

步驟1：按原子百分比將組分中Al、Cr、Ti、V、Nb進行配料：Al 22％～25％、Cr 22％～25％、Ti 22％～25％、V 22％～25％、Nb 0～12％；各成分配比誤差在±0.3％范圍內；

步驟2：將配好的原料按熔點高低依次放入氧化鋁坩堝之中，熔點最低的放在底層，熔點最高的放在上層；

步驟3：將鈦錠放入非自耗真空電弧熔煉爐中，在氬氣氣氛保護下先熔化鈦錠，以除去爐膛內的氧氣；之后再將步驟2中的坩堝及原料放入非自耗真空電弧熔煉爐中，抽真空，在氬氣氣氛下進行熔煉，熔煉過程中開啟電磁攪拌，熔煉完成后得到紐扣狀合金鑄錠；

步驟4：步驟3獲得的合金鑄錠按照步驟3所述方式進行多次反復的熔煉，冷卻之后得到難熔Al-Cr-Ti-V-Nb輕質高熵合金。

2.根據權利要求1所述的難熔的Al-Cr-Ti-V-Nb輕質高熵合金的制備方法，其特征在于，配料前需清除原料表面的氧化皮及清洗，原料的純度≥99.9wt％。

3.根據權利要求1所述的難熔的Al-Cr-Ti-V-Nb輕質高熵合金的制備方法，其特征在于，組分Al、Cr、Ti、V、Nb的原子百分比為：Al 24％～25％、Cr 24％～25％、Ti 24％～25％、V 24％～25％、Nb 2％～5％。

4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟3中熔煉時抽真空至5×10^-3Pa，然后充入氬氣的純度為99.99％，壓強為0.06MPa，熔煉電流約為350～400A。

5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟4中反復熔煉5次以上。

6.根據權利要求1-5中任一項所述的難熔的Al-Cr-Ti-V-Nb輕質高熵合金的制備方法，其特征在于，還包括步驟5：將步驟4所得的所述難熔Al-Cr-Ti-V-Nb輕質高熵合金箱式電阻爐在1000℃下均勻化退火10h。

7.根據權利要求1-5中任一項所述制備方法制備的難熔Al-Cr-Ti-V-Nb輕質高熵合金，其特征在于，所述合金的相結構為單一的BCC結構，密度為5.24～5.52g/cm³，硬度在540HV以上，比硬度為98-110HV·cm³/g。

8.根據權利要求6所述的制備方法制備的難熔Al-Cr-Ti-V-Nb輕質高熵合金，其特征在于，所述合金的相結構為單一的BCC結構，在晶界處具有富Nb相，硬度在576HV以上。