一种高强度高熵合金NbMoTaWVCr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CN105950945A(43)申请公布日2016.09.21(21)申请号201610508749.6(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)发明人龙雁陈晓东李小珍高楠(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.C22C30/00(2006.01)C22C1/04(2006.01)B22F9/04(2006.01)B22F3/105(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NbMoTaWVCr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NbMoTaWVCr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，成形工艺比传统的真空电弧炉熔铸法操作更加简便，成形所需的温度大幅降低，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，可实现近净成形。采用本发明方法得到的NbMoTaWVCr高熵合金的显微组织为等轴晶基体中弥散分布着颗粒状析出相，且晶粒细小，组织均匀，具有较高的强度、硬度和耐磨性，室温下的最佳力学性能达到：压缩屈服强度为3416.7MPa，最大抗压强度为3834.3MPa，断裂时的塑性应变量为5.2％。CN105950945ACN105950945A权利要求书1/1页1.一种高强度高熵合金NbMoTaWVCr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NbMoTaWVCr的制备方法，其特征在于该方法具体为采用机械合金化制备单相BCC结构的NbMoTaWVCr高熵合金粉末，再利用放电等离子烧结技术对所述粉末进行烧结，得到高强度高熵合金NbMoTaWVCr块体材料。3.根据权利要求1所述的高强度高熵合金NbMoTaWVCr的制备方法，其特征在于具体包括如下步骤和工艺条件：步骤一：采用机械合金化法制备NbMoTaWVCr高熵合金粉末将Nb、Mo、Ta、W、V、Cr单质粉末混合进行高能球磨，得到单相BCC结构的NbMoTaWVCr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：1200～1500℃保温时间：5～25min烧结压力：30～50MPa升温速率：50～300℃/min经烧结获得NbMoTaWVCr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NbMoTaWVCr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5:1～20:1，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NbMoTaWVCr的制备方法，其特征在于：步骤一中所用Nb、Mo、Ta、W、V、Cr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NbMoTaWVCr，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NbMoTaWVCr，其特征在于：该合金材料的密度为10.9～11.2g/cm3，其显微组织为等轴晶基体中弥散分布着颗粒状析出相，其中基体和析出相均为BCC结构固溶体，基体相富集较多的W、Mo，平均晶粒尺寸在200nm～5.0μm之间；析出相富集较多的Nb、Ta、V、Cr或者Ta、V，平均晶粒尺寸在150～590nm之间。2CN105950945A说明书1/5页一种高强度高熵合金NbMoTaWVCr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NbMoTaWVCr及其制备方法。背景技术[0002]传统合金一般以一种或者两种元素为主，通过添加少量的合金元素达到一定的力学性能与物理性能，从而满足特定的使用需求。如今传统合金体系的发展已趋于饱和，而高熵合金的提出突破了传统合金设计的框架，使得高性能合金的研发进入了一个新的阶段。高熵合金一般可定义为由五种及五种以上的元素按照等原子比或者接近等原子比合金化，其混合熵高于合金的熔化熵，一般形成高熵固溶体相的一类合金。高熵合金具有一系列不同于传统合金的优异性能，例如具有较高的硬度、耐磨性、高温强度、耐蚀性等，因此具有非常重要的研究价值和广阔的应用前景。[0003]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