一种多相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CN109252083A(43)申请公布日2019.01.22(21)申请号201811317268.2(22)申请日2018.11.07(71)申请人安阳工学院地址455000河南省安阳市黄河大道西段安阳工学院申请人安阳市质量技术监督检验测试中心(72)发明人孙红英屈文红张勇吕军宋磊王志刚潘维煜(74)专利代理机构安阳市智浩专利代理事务所(普通合伙)41116代理人杨红军(51)Int.Cl.C22C30/00(2006.01)C22C30/02(2006.01)C22F1/00(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图3页(54)发明名称一种多相高熵合金及其制备方法(57)摘要本发明属于高熵合金领域，涉及一种具有高温耐腐蚀性和力学性能优异的多相高熵合金，其化学成分(at.%)为：Fe：5-40；Cr：2-30；Ni：15-45；Al：3-25；Nb：0.2-2.0；同时可以添加至少一种下列元素：C：0-0.5；Mo：0-4；Mn：0-35；Cu：0-35；Co：0-35；Si：0-2.0；Ti：0-1.0；V：0-1.0；W：0-0.8；Y：0-0.5；通过高纯原料的处理---配料---真空感应炉内熔炼---铸模成型---热处理---获得多相高熵合金。通过元素含量的调配，实现了FCC+少量BCC+第二相的微观结构，该高熵合金的综合性能明显优于现有高熵合金。CN109252083ACN109252083A权利要求书1/1页1.一种多相高熵合金，其特征在于：化学成分以质量百分比计为（at.%）：Fe：5-40；Cr：2-30；Ni：15-45；Al：3-25；Nb：0.2-2.0；同时可以添加至少一种下列元素：C：0-0.5；Mo：0-4；Mn：0-35；Cu：0-35；Co：0-35；Si：0-2.0；Ti：0-1.0；V：0-1.0；W：0-0.8；Y：0-0.5；P不大于0.03；S不大于0.02；本发明中的成分体系包括以上数字的百分含量。2.根据权利要求1所述的多相高熵合金，其特征在于：进一步优选权利要求1中化学成分，其特征在于：Fe：15-35；Cr：5-25；Ni：10-40；Al：5-15；Nb：0.2-1.5；同时还可以添加至少一种下列元素：C：0-0.5；Mo：0-3；Mn：0-30；Cu：0-35；Co：0-30；Si：0-2.0；Ti：0-1.0；V：0-1.0；W：0-0.8；Y：0-0.5；P不大于0.02；S不大于0.015。3.权利要求1或2所述的多相高熵合金的制备方法，通过高纯原料的处理—配料—真空感应炉内熔炼—铸模成型—热处理—多相高熵合金，其特征在于：1)原料为高纯度合金块：分别为工业纯铁、铝块、镍板、铬块、铌棒及其他硅块、钒铁与钼棒及其他需要的纯金属原料块；2)打磨：采用200目-1000目的金相砂纸对各固态原材料进行表面打磨，以消除少量氧化或凹痕处的污垢等；3)超声波清洗：将打磨后的各原料依次在酒精、丙酮中进行超声波清洗，以除去油污及杂质；首先在无水乙醇中超声清洗20-40min；然后再在丙酮中超声清洗20-40min，每次清洗完用吹风机吹干；并将各清洗好的原料置于真空干燥箱中在120-140℃温度范围内烘干1-2h，之后自然冷却至室温；4）配料：将超声波清洗后的Fe原料、Al原料、Cr原料、Ni原料和Nb原料及其他合金原料，用电子秤按照设计摩尔比换算后的质量百分比称重，得到各合金原料的混合物；5）熔炼：将合金原料的混合物置于在真空感应熔炼炉的模具内，按照各原料按照熔点的由低到高的顺序进行放置；然后抽真空，当真空度低于1*10-3Pa后，进行充氩气保护，直至压力约0.10MPa；同时进行升温，控制升温速度在150-200℃/分钟范围内，随着温度升高，不同熔点的合金原料依次熔化，合金原料全部熔化后开始精炼，精炼时间约5-10min；6)铸模：精炼完成后，温度降至1350-1450℃范围内时，进行浇注，冷却至800-1000℃后，将合金铸锭取出置于通风处，空冷至室温；7)均匀化：由于铸态合金中含有枝晶和其他缺陷，缺陷类型主要有空穴、偏析及其他不均匀结构，为了消除铸态合金的缺陷及其不利影响，需在高温下对合金进行均匀化处理；在1200～1300℃的温度范围内，保温2～20小时，然后水冷至室温；8)时效处理：将均匀化处理后的高熵合金在500-1000℃范围内，保温30min-10h，然后水冷至室温；9)由于高熵合金中原子扩散速率较慢，上述⑦和⑧过程加热时，应控制加热速度不超过10℃/min。2CN109252083A说明书1/5页一种多相高熵合金及其制备方法技术领域[0001]本发明属于高性能先进结构材料，尤其是服役于极