一种MoNbCrVTi难熔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CN107641751A(43)申请公布日2018.01.30(21)申请号201710740473.9(22)申请日2017.08.25(71)申请人中国科学院金属研究所地址110016辽宁省沈阳市沈河区文化路72号(72)发明人韩恩厚向超张志明王俭秋张海峰(74)专利代理机构沈阳优普达知识产权代理事务所(特殊普通合伙)21234代理人张志伟(51)Int.Cl.C22C30/00(2006.01)C22C1/03(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种MoNbCrVTi难熔高熵合金及其制备方法(57)摘要本发明涉及金属材料及其制备领域，具体为一种成分为MoNbCrVTi难熔高熵合金及其制备方法。所述高熵合金由Mo、Nb、Cr、V和Ti组成，制备方法为：取纯度不低于99.5wt.％的单质Mo、Nb、Cr、V和Ti，按照名义的化学成分进行配制，合金制备通过真空电弧炉中熔炼而得，熔炼时将低熔点元素放在铜坩埚下方，高熔点放在铜坩埚上方，将电弧炉工作腔抽真空至5×10-4Pa，随后通入纯度为99.99wt.％的高纯氩气，引弧熔炼获得MoNbCrVTi难熔高熵合金。本发明合金具有简单的单一体心立方结构，其力学性能优异，具有很高的强度和较好的塑性，具有在高温环境中潜在应用的可能性。本发明方法简单、易行，具有广阔的应用前景。CN107641751ACN107641751A权利要求书1/1页1.一种MoNbCrVTi难熔高熵合金，其特征在于，该高熵合金由Mo18.0～22.0at.％、Nb17.6～22.4at.％、Ti18.0～22.0at.％、V18.0～22.0at.％和Cr17.8～22.2at.％组成。2.根据权利要求1所述的MoNbCrVTi难熔高熵合金，其特征在于，该难熔高熵合金的组成元素具有相同的晶体结构。3.一种权利要求1或2所述的MoNbCrVTi难熔高熵合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：将原料按照合金的化学成分进行配比；步骤二：将原料按照低熔点在下、高熔点在上的顺序放入真空电弧炉的铜坩埚内；真空电弧炉真空度在5×10-4Pa以上后，充入0.03～0.05MPa的高纯氩气，引弧熔炼获得MoNbCrVTi难熔高熵合金。4.根据权利要求3所述的MoNbCrVTi难熔高熵合金，其特征在于，制备该难熔高熵合金时，原料Mo和Cr为圆盘状，Nb为片状，V为树枝状，Ti为海绵钛，各组成元素的纯度均在99.5wt.％以上。5.根据权利要求3所述的MoNbCrVTi难熔高熵合金的制备方法，其特征在于，步骤二中，首先熔炼Mo-Nb-Ti中间合金，取原料Mo、Nb和Ti按照合金成分配比熔炼中间合金；然后放入其他元素，熔炼至5种元素混熔。6.根据权利要求3所述的MoNbCrVTi难熔高熵合金的制备方法，其特征在于，步骤二中，为了保证化学成分均匀性，合金锭至少熔炼5次。7.根据权利要求3所述的MoNbCrVTi难熔高熵合金，其特征在于，优选的，步骤三的真空电弧炉真空度范围为1×10-4～5×10-4Pa。8.根据权利要求3所述的MoNbCrVTi难熔高熵合金，其特征在于，原料进行预处理：Mo和Cr采用机械方法将表面的氧化皮去掉，并清洗、干燥；Nb和V先用石油醚清洗10～20min，再用乙醇超声清洗10～20min，然后在干燥箱内烘干；Ti直接在干燥箱内烘干。2CN107641751A说明书1/4页一种MoNbCrVTi难熔高熵合金及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及金属材料及其制备领域，具体为一种成分为MoNbCrVTi难熔高熵合金及其制备方法。背景技术[0002]高熵合金是一种新型的金属材料，合金的设计理念是由中国台湾学者叶均蔚在20世纪90年代提出。这种新颖的合金设计理念，极大的扩大合金设计的体系，突破了传统合金设计中以一个或两个元素作为主元的设计思路。广义上的高熵合金是指合金的组元数≥5，合金的组元以等摩尔比配比，且每种元素的摩尔百分数在5％～35％之间。由于合金并不以某一个元素为主，高熵合金亦称作多主元合金。[0003]虽然高熵合金的组元多，但是经过合理精心的成分设计后，合金倾向于形成固溶体相，如：面心立方(fcc)、体心立方(bcc)或者密排六方(hcp)，所形成的相远远低于吉布斯相律所预测的相，这可能是由于高熵合金的高熵效应导致的，特别是在高温的情况下。[0004]难熔高熵合金由于其熔点和强度高，成为潜在的高温结构材料，但是难熔高熵合金在室温下塑性较差，难以广泛应用，所以制备一种单相的难熔高熵合金具有重要的意义。这将为下一步的热机械处理提供良好的基础，以得到具有更好综合性能的合金，低密度、高熔点、高强度和良好塑