一种高塑性的WTaTiVC系难熔高熵合金及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115896580A(43)申请公布日2023.04.04(21)申请号202111154189.6(22)申请日2021.09.29(71)申请人合肥工业大学地址230009安徽省合肥市包河区屯溪路193号(72)发明人陈顺华张竟赛吴玉程(74)专利代理机构安徽省合肥新安专利代理有限责任公司34101专利代理师卢敏(51)Int.Cl.C22C30/00(2006.01)C22C1/02(2006.01)C22C1/10(2023.01)C22B9/20(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图7页(54)发明名称一种高塑性的WTaTiVC系难熔高熵合金及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种高塑性的WTaTiVC系难熔高熵合金，该合金的组成元素为W、Ta、Ti、V、C，各元素按原子百分数的构成为W10Ta20Ti35‑xV35Cx，其中0≤x＜1或1＜x≤2。本发明的高熵合金具有高强度、高塑性。CN115896580ACN115896580A权利要求书1/1页1.一种高塑性的WTaTiVC系难熔高熵合金，其特征在于：所述合金的组成元素为W、Ta、Ti、V、C，各元素按原子百分数的构成为W10Ta20Ti35‑xV35Cx，其中0≤x＜1或1＜x≤2。2.一种权利要求1所述高塑性的WTaTiVC系难熔高熵合金的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、取W、Ta、Ti和V块状金属原料，使用机械打磨的方法去除金属表面氧化层和杂质，然后放在乙醇中进行超声清洗，将清洗后的各原料烘干；取WC粉末作为C原料；按配比称取各原料；步骤2、将配制好的各原料放入真空非自耗电弧熔炼设备的两个坩埚中，其中一个坩埚放W和Ta原料，另一个坩埚放Ti、V及WC原料；将设备抽真空至8×10‑4Pa以下，并充入氩气作为保护气且使熔炼室压强达到‑0.05MPa；步骤3、引弧后调整熔炼电流为180A‑190A，对钛锭进行熔炼以吸收残余的氧气，然后调整熔炼电流为220A‑270A，分别对两个坩埚中的合金进行熔炼3‑4次，每次熔炼结束后使用翻料勺对合金进行翻面操作且单次熔炼时间应不低于5分钟；然后将两个坩埚中的合金锭转移到同一个坩埚中进行完全熔炼且熔炼次数达到10‑12次，每次熔炼结束后使用翻料勺对合金进行翻面操作且单次熔炼时间应不低于10分钟，以确保制备出均匀的合金；待熔炼结束后即获得W10Ta20Ti35‑xV35Cx系难熔高熵合金。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：步骤1中，W、Ta、Ti、V块状金属原料和WC粉末原料的纯度均不低于99.99％。4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：步骤1中，称重时精确至±0.001g。5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：步骤3中，引弧电流为20‑25A。2CN115896580A说明书1/4页一种高塑性的WTaTiVC系难熔高熵合金及其制备方法技术领域[0001]本发明属于金属材料及其制备技术领域，具体涉及一种高塑性的WTaTiVC系难熔高熵合金及其制备方法。背景技术[0002]以一种或两种元素构成的传统合金充斥在我们生活的各个领域，而随着科技的进步和社会的发展，传统合金在航空、航天、核能等极端领域的应用局限性也逐渐暴露出来，因此便需要开发出合适的新型合金作为替代品，于是，高熵合金便逐渐进入了学者们的视野之中。[0003]有别于传统的合金，高熵合金通常由四种及四种以上金属元素组成，且每种元素的比例在5％‑35％之间，其通常具有高强度、高塑性、耐腐蚀性等众多优良性能。在高熵合金的基础上，通过添加诸如W、Ta、Mo、Nb、Zr、Ti、V、Cr、Hf等难熔元素，便创造出了难熔高熵合金，使其应用范围得到了进一步的扩大。最初针对高熵合金的研究通常是围绕等摩尔比进行的，随着研究的深入，学者们逐渐发现，非等摩尔比高熵合金常常拥有更好的综合力学性能，并且非金属元素的添加也会收获意想不到的效果。由于其独特的设计理念以及优良的性能，有关高熵合金的研究也与日俱增，其中有些高熵合金往往只在某一种方面的性能比较突出，因此其应用范围便受到了极大的限制，所以开发出同时具有良好强度和塑性的高熵合金便显得至关重要。发明内容[0004]基于上述现有技术所存在的问题，本发明提供一种高塑性的W10Ta20Ti35‑xV35Cx系难熔高熵合金及其制备方法，旨在通过调整各元素的比例，使所得高熵合金同时具备较高强度和较好塑性。[0005]为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：[0006]一种高塑性的WTaTiVC系难熔高熵合金，其特点在于：所述合金的组成元素为W、Ta、Ti、V、C，各元素按原子百分数的构成为W10Ta20Ti35‑xV35Cx，其中0≤x＜1或1＜x