CuNbTaTiV耐蚀高熵合金材料及其制备方法.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CN109266880A(43)申请公布日2019.01.25(21)申请号201811429978.4(22)申请日2018.11.28(71)申请人湘潭大学地址411105湖南省湘潭市雨湖区羊牯塘街道27号湘潭大学(72)发明人许艳飞欧阳豪唐佳毅肖逸锋吴靓钱锦文张明华贾友禄(51)Int.Cl.C22C1/02(2006.01)C22C30/02(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称CuNbTaTiV耐蚀高熵合金材料及其制备方法(57)摘要本发明涉及一种耐蚀高熵合金材料及其制备方法。CuNbTaTiV高熵合金材料的制备过程如下：(1)按照等摩尔比配制各金属粉末；(2)使用混粉机将粉末混合均匀；(3)将混合好的粉末放入真空干燥箱中干燥(4)将干燥后的粉末在压力机下冷压成型；(5)使用非自耗真空电弧熔炼炉对压制成块的样品进行熔炼。本发明制备的CuNbTaTiV高熵合金主要为BCC结构，具有耐蚀性强的优点，该合金具有很好的应用前景。CN109266880ACN109266880A权利要求书1/1页1.一种高熵合金材料，其特征在于所述合金成分为CuNbTaTiV，其中Cu:Nb:Ta:Ti:V的摩尔比为1:1:1:1:1，使用的原料为Cu、Nb、Ta、Ti、V金属粉末，且粉末纯度均在99.5%以上。2.一种高熵合金材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：精确称量Cu、Nb、Ta、Ti、V金属粉末冶金原料，在混粉机上混合均匀后放入真空干燥箱中干燥，而后使用冷压机将粉末压制成块，供熔炼制备合金使用；使用非自耗真空熔炼炉熔炼合金，熔炼时在水冷铜模的一个样品槽中单独放置钛片，用以引弧和消耗残余氧气；熔炼合金时，为保证合金熔炼均匀，每次熔炼电弧保持90~120s，并将样品翻转重复熔炼3~4次；熔炼完成之后，冷却获得纽扣状铸锭。2CN109266880A说明书1/3页CuNbTaTiV耐蚀高熵合金材料及其制备方法技术领域[0001]本发明属于合金材料及其制备技术领域，具体提供了一种耐蚀的CuNbTaTiV高熵合金及其制备方法。背景技术[0002]传统合金由一种元素作为基体(一般含量超过50％)，通过添加其他元素来获得相应性能，如以Al元素为基体的铝合金、以Fe元素为基体的钢铁合金、以Ti元素为基体的钛合金。一般认为，合金中添加元素越多，合金中越容易生成化合物或其他脆性相，也给研究人员带来分析上的困难。传统合金的设计理念限制了金属材料的多元化发展，且随着时代的发展，传统合金材料越来越难满足社会生产需要。[0003]上世纪90年代，中国台湾学者叶均蔚突破传统合金设计理念，提出多组元高熵合金的概念。高熵合金又称多主元高混乱度合金，一般是在三十几种金属元素中选择五种或五种以上，所有元素以等摩尔比或近似等摩尔比的比例进行混合制备而成。高熵合金中每种组成元素都可以认为是溶质原子，金属元素种类的增加提高了多组元合金内部整体的混乱程度，同时提高了系统混合熵，称之为高熵效应。高熵效应促进了元素间的混合，使得多种主元素倾向混乱排列而形成简单的体心立方晶体、面心立方晶体或密排六方晶体，却抑制了脆性的金属间化合物的形成，这就使得高熵合金的结构分析变得简单。高熵合金因其各组成元素都可被认为是溶质原子，并且由于其原子大小种类不同而存在严重晶格畸变效应，使得高熵合金的固溶强化效果显著，材料的强度和硬度都较高。高熵合金的基体为固溶体相，其相变需要通过各组元之间的相互作用协同扩散来实现。这种协同扩散和严重的晶格畸变增加了原子扩散的阻力，降低了原子的有效扩散速率，称之为迟滞扩散效应。迟滞扩散效应使高熵合金更易于形成纳米晶相，甚至非晶相。此外，高熵合金还具有其特有的“鸡尾酒”效应，即多主元合金包含多种元素，元素的相互作用取长补短，呈现出复杂的综合效应。[0004]高熵合金与传统合金相比具有优异的性能，尤其是在合金设计方面拥有特别大的空间，研究人员可以根据生产及使用的需求，依照合金设计理念，设计出满足需求的高熵合金，然后开发利用。发明内容[0005]本发明的目的在于开发出耐蚀性能优异的CuNbTaTiV高熵合金，使其满足在现代工业中人们对材料耐蚀性能的要求，使得高熵合金在应用领域得到广泛应用。[0006]本发明为解决上述技术问题而采取的技术方案为：一种耐蚀高熵合金材料，成分为CuNbTaTiV，其中，Cu:Nb:Ta:Ti:V的摩尔比依次为：1:1:1:1:1。[0007]本发明为解决上述技术问题而采取的技术方案还包括：一种成分为CuNbTaTiV的高熵合金材料的制备方法，其特征在于具体是按以下步骤完成的：[0008]步骤一、原料称取：采用纯度99.5％以上的冶金原料Cu、Nb、T