AlFeCrNiCoCu系高熵合金及其復(fù)合材料組織及性能研究.pdf

1、近年來(lái)，臺(tái)灣學(xué)者葉均蔚提出高熵合金的全新概念，高熵合金由于具有簡(jiǎn)單的晶體結(jié)構(gòu)，納米顯微組織及優(yōu)異力學(xué)性能受到了國(guó)內(nèi)外廣大學(xué)者的廣泛關(guān)注與跟蹤研究。本文重點(diǎn)研究了 Alx(FeCrNiCo)Cuy系高熵合金在不同 Al、Cu成分含量下的顯微組織及壓縮力學(xué)性能，并且研究了稀土Y及TiC顆粒增強(qiáng)相對(duì)高熵合金基體及其原位自生復(fù)合材料的顯微組織及力學(xué)性能的影響規(guī)律及機(jī)理。
　　實(shí)驗(yàn)中借助真空電弧熔煉爐進(jìn)行高熵合金及其復(fù)合材料制備，并采用金相

2、光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡等分析儀器對(duì)高熵合金及其復(fù)合材料的顯微組織進(jìn)行分析，利用電子萬(wàn)能力學(xué)試驗(yàn)機(jī)、硬度計(jì)、摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)等對(duì)高熵合金及其復(fù)合材料的性能進(jìn)行測(cè)試。
　　研究發(fā)現(xiàn)對(duì)于Alx(FeCrNiCo)Cuy高熵合金系，隨著Al元素的增加，Cu元素的降低，合金系的晶體結(jié)構(gòu)由簡(jiǎn)單無(wú)序的fcc結(jié)構(gòu)變?yōu)闊o(wú)序fcc無(wú)序bcc結(jié)構(gòu)，且隨著 Al含量的增加，合金基體內(nèi)的bcc相發(fā)生調(diào)幅分解。當(dāng)Al摩爾比為x=0.75，Cu含量為0.25時(shí)，高

3、熵合金獲得了優(yōu)異的綜合力學(xué)性能，其斷裂強(qiáng)度高達(dá)2787MPa，同時(shí)壓縮率仍可高達(dá)43.6％。
　　本文分析了添加稀土 Y對(duì)高熵合金基體的顯微組織及力學(xué)性能的影響規(guī)律，研究發(fā)現(xiàn)在 AlFeCrNiCo系高熵合金中，隨著 Y含量的變化，高熵合金的顯微組織形態(tài)發(fā)生了很大的變化，調(diào)幅組織由之前的垂直交錯(cuò)狀變?yōu)轭w粒狀，并均勻的分布在無(wú)序的bcc結(jié)構(gòu)的合金基體中。且當(dāng)x=0.1時(shí)，高熵合金具有AlFeCrNiCo系中最高的力學(xué)性能，其斷裂強(qiáng)度

4、及壓縮率分別高達(dá)2443MPa與26.22%，相對(duì)于未添加稀土Y的高熵合金分別大幅提高了22.52%與25.82%。
　　研究結(jié)果表明，添加稀土Y能夠有效抑制高熵合金基復(fù)合材料中增強(qiáng)相的長(zhǎng)大，提高了增強(qiáng)相與基體的潤(rùn)濕性，從而最終增強(qiáng)相均勻分布在高熵合金晶粒內(nèi)，減少了增強(qiáng)相在晶界處的富集，并起到一定的形核核心作用。在Al0.75(FeCrNiCo)Cu0.25-10%vol.TiC高熵合金基復(fù)合材料加入0.1at.%的稀土 Y后，增