一种具有桁架结构的析出强化型高熵合金及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113584371A(43)申请公布日2021.11.02(21)申请号202110889025.1(22)申请日2021.08.03(71)申请人北京理工大学地址100081北京市海淀区中关村南大街5号(72)发明人马兆龙郭世康程兴旺徐子祁夏舸航(74)专利代理机构北京正阳理工知识产权代理事务所(普通合伙)11639代理人邬晓楠(51)Int.Cl.C22C30/00(2006.01)C22C1/02(2006.01)C22F1/00(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称一种具有桁架结构的析出强化型高熵合金及其制备方法(57)摘要本发明涉及一种具有桁架结构的析出强化型高熵合金及其制备方法，属于高熵合金领域。该方法是将金属原料按照摩尔比精准配料；去除氧化皮后在电弧炉中熔炼8遍左右，得到母合金锭。将合金锭封管置于1200℃的热处理炉中保温12小时并淬火；然后对得到的合金进行冷轧，轧制量为80％；然后置于1200℃的热处理炉中保温2min进行再结晶；然后置于550℃的热处理炉中保温1小时并淬火。本发明通过优化合金成分及热处理工艺，制备一种具有桁架结构的高熵合金，为高熵合金的第二相析出提供了全新的方向。制备的合金具有较好的强塑性匹配，屈服强度为565MPa，抗拉强度达到1067MPa，延伸率仍然高达47％。除此之外，合金还具有较高的应变硬化率。CN113584371ACN113584371A权利要求书1/1页1.一种具有桁架结构的新型析出强化型高熵合金，其特征在于：具有桁架结构如图1所示；按原子摩尔比，成分表达式为：CoaCrbFecNidVeTaf，其中0≤a≤30，0≤b≤30，0≤c≤30，0≤d≤30，3≤e≤8，3≤f≤8，且a+b+c+d+e+f＝100。2.如权利1要求所述的一种桁架结构的高熵合金，其特征在于：所述高熵合金成分的原子百分比表达式为CoaCrbFecNidVeTaf,a＝25,b＝25,c＝25,d＝7.5,e＝10,f＝7.5。3.如权利1要求所述的一种桁架结构的高熵合金，其特征在于：所述高熵合金成分的原子百分比表达式为CoaCrbFecNidVeTaf,a＝25,b＝25,c＝25,d＝10,e＝7.5,f＝7.5。4.如权利1要求所述的一种桁架结构的高熵合金，其特征在于：所述高熵合金成分的原子百分比表达式为CoaCrbFecNidVeTaf,a＝25,b＝25,c＝25,d＝7.5,e＝7.5,f＝10。5.一种具有新型桁架结构高熵合金的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一、配料：按照上述成分方案采用纯度大于99.9％的工业纯金属元素配比成分；步骤二、熔锭：在钛吸氧的氩气保护气氛下的电弧炉中，将步骤一中的各组分配料熔炼混合均匀，电弧熔炼8次左右，确保合金成分的均匀，之后再炉内铜坩埚冷却得到所需要的母合金铸锭；步骤三、对所得到的母合金铸锭进行冷轧，轧制量为80％；步骤四、固溶处理：将母合金铸锭置于1200℃的热处理炉中，保温12h后，淬火；步骤五、热处理：将固溶态的合金锭置于550℃的热处理炉中，保温1小时后，淬火，获得含有桁架结构的高熵合金材料。2CN113584371A说明书1/3页一种具有桁架结构的析出强化型高熵合金及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种具有桁架结构的析出强化型高熵合金及其制备方法，属于高熵合金领域。背景技术[0002]传统的单主元合金或二主元合金经历几十年的发展已经趋于成熟，某些合金甚至已经到达性能优化的瓶颈。高熵合金突破传统合金单主元的设计方法，开创了合金设计的新方向。由于具有复杂的合金构成及简单的晶体结构，高熵合金表现出了优异的力学性能。高熵合金的发展被认为是最近几十年来合金化理论的三大突破之一，多组元高熵合金的设计思路不同于传统的合金，通过适当调节组元的种类和含量可以开发出大量具有特殊性能的合金体系，众所周知，组织决定性能，而析出强化是提升工程结构材料的最有效方式之一。第二相的形态和尺寸均对性能产生一定影响，高含量的纳米级的第二相能显著提高合金的力学性能，L12就是一种典型的析出强化相，广泛应用在各种合金体系中。[0003]根据现有文献对L12析出相的研究，L12相的析出温度主要在550℃～900℃，溶解温度一般在1000℃左右，且L12析出相在高温阶段容易发生软化和粗化。为了进一步提高高温合金的使用温度，需要提高L12析出相的溶解温度、高温抗软化和抗粗i化的能力。L12析出相的主要形成元素为Al，Ti，Mo，W，Nb，Ta等，FernandoL.ReyesTirado等人认为Ta元素能够提高L12析出相的稳定性、溶解温度，以及提升高温强度。S.K.Ma