一种超细晶高熵合金的制备方法.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CN108179343A(43)申请公布日2018.06.19(21)申请号201711461421.4(22)申请日2017.12.28(71)申请人上海交通大学地址200240上海市闵行区东川路800号(72)发明人李紫勇付立铭单爱党(74)专利代理机构上海科盛知识产权代理有限公司31225代理人蒋亮珠(51)Int.Cl.C22C30/00(2006.01)C22C1/02(2006.01)C22F1/16(2006.01)C22C30/02(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图3页(54)发明名称一种超细晶高熵合金的制备方法(57)摘要本发明属于金属材料及加工技术领域，涉及一种超细晶高熵合金的制备方法，首先熔炼将FeCoCrNiMn系高熵合金，配料为纯度高于99.5％纯金属或合金元素组成的中间合金，采用真空炉熔炼，炉浇铸温度1550℃～1600℃；然后铸锭在1000～1350℃进行均匀化热处理后，进行强变形异步与同步混合冷轧制处理，采用单道次大压下量连续轧制，总轧制量不低于85％，实现合金组织结构纳米化；轧制后的合金在450～800℃下进行退火处理，获得超细晶结构高熵合金。与现有技术相比，本发明具有工艺简单，容易在轧制板材产线上实现，生产效率高，成本低。制备的细晶高熵合金尺寸大，综合力学性能优异，可用工程机械、航空航天、军工、电子、仪表仪器等领域。CN108179343ACN108179343A权利要求书1/1页1.一种超细晶高熵合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)合金熔炼：按照FeCoCrNiMn系高熵合金的化学成分的原子百含量为：Co10～20％、Cr10～20％、Ni10～20％、Mn10～20％，Al≤5.0％、Cu≤5.0％，其余为Fe以及其它不可避免的杂质；采用纯度高于99.5％纯金属或者上述合金元素组成的中间合金，按照上述成分进行配料后装炉，真空炉熔炼，炉前检测并调整成分至要求后，浇铸成铸锭，浇铸温度1550℃～1600℃；(2)均匀化热处理：铸锭在1000～1350℃，保温时间不小于1h，冷却方式为空冷或水冷，消除铸造合金粗大枝晶和成分偏析；(3)强变形轧制：经步骤(2)处理后的合金进行单道次大压下量连续轧制，总轧制量不低于85％，通过大变形冷轧后的合金实现组织结构纳米化；(4)变形合金热处理：强变形轧制后的合金在450～800℃下进行退火处理，获得超细晶高熵合金。2.根据权利要求1所述的一种超细晶高熵合金的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的真空炉熔炼的熔炼方式为真空电弧炉熔炼、真空感应(VIM)加电渣重溶(ESR)、真空熔炼加真空自耗(VAR)中的任意一种。3.根据权利要求1所述的一种超细晶高熵合金的制备方法，其特征在于，步骤(2)中均匀化热处理温度为1150～1250℃，保温时间为4～12h，冷却方式为空冷。4.根据权利要求1或3所述的一种超细晶高熵合金的制备方法，其特征在于，步骤(2)中均匀化热处理温度为1180℃±10℃，保温时间为6h，冷却方式为空冷。5.根据权利要求1所述的一种超细晶高熵合金的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述强变形轧制过程采用的是异步轧制方式，采用的异速比为1.1～2.0；所述的异步轧制包括如下任意一种方式：即两工作轧辊直径相同但转速不同、轧辊直径不同但转速相同或轧辊直径和转速均不相同。6.根据权利要求1或5所述的一种超细晶高熵合金的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述强变形轧制过程采用的是同步与异步相结合的方式，其中异步轧制的异速比为1.5～2.5。7.根据权利要求6所述的一种超细晶高熵合金的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述强变形轧制过程采用同步与异步混合轧制方式为：先采用异步轧制后采用同步混合轧制，异步轧制异速比为1.5～2.0，单道次轧制量不低于10％，总压下量不低于80％，同步轧制的单道次不低于5％，最终合金总变形量不低于95％。8.根据权利要求1所述的一种超细晶高熵合金的制备方法，其特征在于，步骤(3)强变形轧制后得到高熵合金为0.3～0.5mm的板材，步骤(4)热处理温度为450～700℃下退火，得到的高熵合金的有效平均晶粒尺寸小于700纳米。9.根据权利要求1所述的一种超细晶高熵合金的制备方法，其特征在于，步骤(3)强变形轧制后得到高熵合金的平均有效晶粒尺寸小于200nm。10.根据权利要求1所述的一种超细晶高熵合金的制备方法，其特征在于，步骤(4)热处理温度为650～750℃，热处理时间为0.5～2h；所制备的超细晶高熵合金在650℃时，合金晶粒尺寸稳定保持在700纳米以下。2CN108179343A说明书1/6页一种超细晶高熵合金的制备方法技术领域[0