AlxCoCrFeNi合金力學性能的測試與分析.pdf

1、高熵合金是一種全新的合金設計理念，研究證明一些高熵合金具有優(yōu)異的性能，如高溫穩(wěn)定性，高強度，卓越的耐蝕性，出色的耐磨性，儲氫性能等，有望在工業(yè)生產和工程應用領域廣泛使用。而在材料的工程應用中，力學性能指標是非常重要的設計參數。通過對目前高熵合金的研究報道進行總結，發(fā)現高熵合金的室溫高溫力學行為和變形機制少有研究。此外，文獻中高熵合金的彈性模量具有很寬的值域，且大多是通過壓縮試驗測量的。而測量方法對試驗得到的彈性模量值是否有影響，也未見報

2、道。同時，目前還沒有一種理論方法被提出用來計算或預測高熵合金的彈性模量值?；谝陨纤伎迹菊撐倪x擇組織結構簡單穩(wěn)定，力學性能優(yōu)良的AlxCoCrFeNi（摩爾比，x=0.15，0.4，0.6，0.8，分別命名為Al0.15，Al0.4，Al0.6，Al0.8）高熵合金體系進行了研究。
　　合金鑄態(tài)組織呈典型的樹枝晶形貌，Al0.15和Al0.4為FCC單相固溶體，隨著Al含量繼續(xù)增加，開始出現BCC相，且BCC相的含量隨Al成分的

3、增加而增多，Al0.6和Al0.8為FCC+BCC雙相組織。通過熱力學計算和高熵合金固溶體形成法則可判定，本實驗中所用四種成分合金是高熵合金。
　　合金的硬度隨著Al含量的增加而升高，Al0.8的顯微維氏硬度為390.0±5.1HV。壓縮試驗表明Al0.15和Al0.4的塑性優(yōu)異。隨Al含量增加，合金屈服強度和抗壓強度顯著提高，Al0.8展現出高達2.885GPa的抗壓強度，同時還具有21.3％的塑性應變量。從斷裂類型來看，Al0

4、.6為準解理斷裂，Al0.8為解理斷裂。拉伸試驗表明Al0.15室溫屈服強度為241.6MPa，抗拉強度達798.3MPa，斷后伸長率有55.4％。高溫下，Al0.15屈服強度和抗拉強度均降低，但塑性良好。Al0.4室溫抗拉強度達906.4MPa，隨溫度升高，屈服強度增加，抗拉強度下降，塑性也大大降低。Al0.6屈服強度最高，室溫為470.9MPa，強度和塑性隨溫度升高呈現下降的趨勢。從斷裂機理看，隨溫度升高，合金從韌性斷裂轉變?yōu)榇嘈詳?/p>

5、裂，從穿晶斷裂轉變?yōu)榇┚?沿晶混合斷裂模式。
　　合金Al含量對彈性模量影響不大，但測試方法影響較大。拉伸和超聲的測試結果相近，而壓縮試驗可能引起較大的偏差和波動。對于AlxCoCrFeNi高熵合金，利用混合法則計算的彈性模量與拉伸、超聲相近，表明該公式可用于估算高熵合金彈性模量。對報道的彈性模量分析表明，一些報道的實驗結果與計算結果吻合較好，也有相當部分的實驗報道結果與計算結果差距較大，其原因可能在于變形測量不準確。因此，建議今