一种中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CN114622121A(43)申请公布日2022.06.14(21)申请号202210299897.7(22)申请日2022.03.25(71)申请人赣南师范大学地址341099江西省赣州市蓉江新区师院南路1号赣南师范大学(72)发明人杨初斌娄崟崟楼钰姗罗宁吴裕花徐真楷彭光怀韩宝军(74)专利代理机构北京中仟知识产权代理事务所(普通合伙)11825专利代理师喜欢(51)Int.Cl.C22C30/00(2006.01)C22C23/02(2006.01)C22C1/03(2006.01)权利要求书2页说明书3页附图2页(54)发明名称一种中熵合金及其制备方法(57)摘要本发明提供一种中熵合金，包括44％～60.7％的Mg、21.2％～23％的Al、10.1％～15.1％的Li、1.1％～21.1％的Ca、0.7％～0.8％的Si以及2.9％～3.1％的Mn；一种中熵合金的制备方法，包括以下步骤：S1，称取原材料；S2，打磨预热原材料；S3，将预热后的原材料投入真空感应炉的熔炼坩埚中；S4，对真空感应炉抽真空后，再充入保护气体；S5，对真空感应炉加热熔炼合金，待完全熔化后保温3分钟浇铸到模具中，从而获得最终的中熵合金，本发明公开了超轻高强的中熵合金及其制备方法，能满足一些特殊的领域，如航天航空或者超轻仪器对轻量化及强度提出的要求。CN114622121ACN114622121A权利要求书1/2页1.一种中熵合金，其特征在于，包括：Mg，44％～60.7％；Al，21.2％～23％；Li，10.1％～15.1％；Ca，1.1％～21.1％；Si，0.7％～0.8％；以及Mn，2.9％～3.1％。2.根据权利要求1所述的一种中熵合金，其特征在于，包括：Mg，50％；Al，23％；Li，13％；Ca，10.25％；Si，0.75％；以及Mn，3％。3.根据权利要求1所述的一种中熵合金，其特征在于，包括：Mg，60％；Al，13％；Li，13％；Ca，10.25％；Si，0.75％；以及Mn，3％。4.根据权利要求1所述的一种中熵合金，其特征在于，包括：Mg，45％；Al，23％；Li，13％；Ca，15.25％；Si，0.75％；以及Mn，3％。5.根据以上权利要求1‑4任一项所述的一种中熵合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，分别称取按要求的成分含量，称取纯镁、纯铝、纯锂、Mg‑30Ca中间合金、Mg‑5Si中间合金、Mg‑10Mn中间合金备用；S2，将纯镁、纯铝、Mg‑30Ca中间合金、Mg‑5Si中间合金、Mg‑10Mn中间合金打磨去除表面氧化皮并放入干燥炉中预热备用；S3，将步骤S2中预热好的原料与纯锂放入真空感应炉的熔炼坩埚中；S4，对真空感应炉抽真空后，再充入保护气体；S5，对真空感应炉加热熔炼合金，待完全熔化后保温3分钟浇铸到模具中，从而获得最终的中熵合金。6.根据权利要求5所述的一种中熵合金的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中的原材2CN114622121A权利要求书2/2页料在温度200℃的干燥炉中预热2h。7.根据权利要求5所述的一种中熵合金的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中真空感应炉在放入原材料前先预热至350℃，再进行抽真空至压强达到5*10‑2Pa，同时停止抽真空；所述步骤S4中在停止抽真空后，充入的保护气体为Ar，充入保护气体后，加热升温至温度达到710℃。3CN114622121A说明书1/3页一种中熵合金及其制备方法技术领域[0001]本说明书一个或多个实施例涉及金属材料领域，尤其涉及一种中熵合金及其制备方法。背景技术[0002]众所周知，传统的合金材料一直是以一种金属元素为主，以添加不同的合金元素从而获得具有某些特殊性能的合金，例如常见的钢铁材料，铝合金以及钛合金等。但是，添加过多的合金元素种类会形成脆性金属化合物和复杂相，导致合金性能变差。随着现代社会科技的迅速发展对材料的性能需求越来越高，传统的合金难以满足需求。高、中熵合金是近年来发展起来的有别于传统合金的新型合金材料。高熵合金混合熵(ΔSmix)＞1.6R，一般由五种或五种以上的合金元素组成的，其原子百分比不超过35％，具有热力学上的高熵效应、结构上的晶格畸变效应、动力学上的迟滞扩散效应以及性能上的鸡尾酒效应。然而许多高熵合金的成本高，性能不稳定，很难将其进行工业化生产。中熵合金(1.6R≥ΔSmix≥1R)的混合熵介于低熵合金与高熵合金之间，不仅具有优秀的力学性能，还更容易进行产业化，具有广阔的应用前景。[0003]目前对中熵合金的耐腐蚀性、耐高温性以及高硬度高强度等多种性能有较多研究，但其密度大多大于7.5g/cm3，难以满足某些特殊部件对超轻高强材料的要求，综上