一种高强度高熵合金NbMoTaWV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CN106001566A(43)申请公布日2016.10.12(21)申请号201610508519.X(22)申请日2016.06.29(71)申请人华南理工大学地址510640广东省广州市天河区五山路381号(72)发明人龙雁郭文晶李小珍(74)专利代理机构广州市华学知识产权代理有限公司44245代理人杨燕瑞(51)Int.Cl.B22F3/105(2006.01)B22F9/04(2006.01)C22C1/04(2006.01)C22C30/00(2006.01)权利要求书1页说明书5页(54)发明名称一种高强度高熵合金NbMoTaWV及其制备方法(57)摘要本发明属于高熵合金技术领域，公开了一种高强度高熵合金NbMoTaWV及其制备方法。该方法采用机械合金化和放电等离子烧结技术相结合的成形方法。本发明方法比传统真空电弧炉熔铸法操作更加简便，成形所需的温度大幅度降低，烧结时间短，一次烧结即可获得成分均匀且近全致密的块体材料，并且消除了合金的枝晶偏析，使晶粒明显细化，得到的合金密度为11.6～11.9g/cm3，其显微组织为等轴晶基体中弥散分布着颗粒状第二相，基体和第二相均为BCC结构固溶体，室温下最佳压缩力学性能：σ0.2为2770MPa，σbc为3661MPa，断裂时εp为12.5％，室温强度和塑性均显著提升，具有十分优异的综合力学性能。CN106001566ACN106001566A权利要求书1/1页1.一种高强度高熵合金NbMoTaWV的制备方法，其特征在于该方法采用机械合金化和放电等离子烧结技术相结合的成形方法。2.根据权利要求1所述的高强度高熵合金NbMoTaWV的制备方法，其特征在于该方法具体为采用机械合金化法制备单相BCC结构的NbMoTaWV合金粉末，再利用放电等离子烧结技术对所述合金粉末进行烧结，得到高强度高熵合金NbMoTaWV块体材料。3.根据权利要求1所述的高强度高熵合金NbMoTaWV的制备方法，其特征在于具体包括如下步骤及其工艺条件：步骤一：采用机械合金化法制备NbMoTaWV高熵合金粉末将Nb、Mo、Ta、W、V单质粉末混合进行高能球磨，得到单相BCC结构的NbMoTaWV合金粉末；步骤二：放电等离子烧结采用放电等离子烧结炉烧结步骤一得到的合金粉末，其工艺条件如下：烧结设备：放电等离子烧结系统烧结电流类型：直流脉冲电流烧结温度：1300～1600℃保温时间：5～20min烧结压力：30～50MPa升温速率：50～200℃/min经烧结获得NbMoTaWV高强度高熵合金块体材料。4.根据权利要求3所述的高强度高熵合金NbMoTaWV的制备方法，其特征在于：步骤一中所述球磨的工艺条件为：球料比为5:1～14:1，转速为100～300r/min，球磨时间为10～80h。5.根据权利要求3所述的高强度高熵合金NbMoTaWV的制备方法，其特征在于：步骤一中所用Nb、Mo、Ta、W、V单质粉末的量为等原子比，或非等原子比。6.一种高强度高熵合金NbMoTaWV，其特征在于根据权利要求1～5任一项所述的制备方法得到。7.根据权利要求6所述的高强度高熵合金NbMoTaWV，其特征在于该合金的显微组织为等轴晶基体中弥散分布着颗粒状第二相，其中基体和第二相均为BCC结构固溶体，且基体富集较多的W、Mo、Nb，其平均晶粒尺寸<6μm；而第二相富集较多的Ta、V，其平均晶粒尺寸<1μm。2CN106001566A说明书1/5页一种高强度高熵合金NbMoTaWV及其制备方法技术领域[0001]本发明属于高熵合金技术领域，特别涉及一种高强度高熵合金NbMoTaWV及其制备方法。背景技术[0002]上世纪九十年代提出的高熵合金是一种突破传统合金设计理念的新型合金。这类合金的主要元素数目一般都大于五，每种元素的原子百分比大致相同，且没有一种组元的原子百分比会超过50％而成为唯一的主要元素。由于合金在凝固过程中存在高熵效应，故虽然主要元素较多，但这类合金不但不会生成各种复杂的金属间化合物，反而形成了简单的固溶体相(如：体心立方(BCC)，面心立方(FCC)或密排六方(HCP))。与传统合金相比，多主元的高熵合金具有高强度、高硬度、耐磨、耐腐蚀和抗高温软化等优异性能。[0003]高熵合金元素体系的选择主要集中于后过渡金属，如Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu等。2011年，SenkovO.N.等人通过熔铸法首先制备出以Nb、Mo、Ta、W、V高熔点金属为主要元素的新型高熵合金，其显微组织为单相BCC结构，室温下的压缩屈服强度为1246MPa，最大压缩强度为1270MPa，断裂时的塑性应变量为1.7％，并且在600～1600℃高温下仍能保持较高的强度，