一种高熔点高熵合金NbMoTaWVTi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CN105950944A(43)申请公布日2016.09.21(21)申请号201610508520.2(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)发明人龙雁高楠李小珍陈晓东(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)发明名称一种高熔点高熵合金NbMoTaWVTi及其制备方法(57)摘要本发明属于高熵合金技术领域，公开了一种高熔点高熵合金NbMoTaWVTi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，实现近净成形；得到的合金显微组织为等轴晶基体中弥散分布着颗粒状第二相。本发明方法制备的合金组织均匀、晶粒细小，具有较高的强度和塑性，最佳力学性能为：压缩屈服强度为2709.2MPa，最大抗压强度为3114.9MPa，断裂时的塑性应变量为7.5％。CN105950944ACN105950944A权利要求书1/1页1.一种高熔点高熵合金NbMoTaWVTi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所述的高熔点高熵合金NbMoTaWVTi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NbMoTaWVTi高熵合金粉末，再利用放电等离子烧结技术对上述粉末进行烧结，得到高熔点高熵合金NbMoTaWVTi块体材料。3.根据权利要求1所述的高熔点高熵合金NbMoTaWVTi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NbMoTaWVTi高熵合金粉末将Nb、Mo、Ta、W、V、Ti单质粉末混合进行高能球磨，得到单相BCC结构的NbMoTaWVTi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NbMoTaWVTi高熵合金块体材料。4.根据权利要求3所述的高熔点高熵合金NbMoTaWVTi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所述的高熔点高熵合金NbMoTaWVTi的制备方法，其特征在于：步骤一中所用Nb、Mo、Ta、W、V、Ti单质粉末的量为等原子比，或非等原子比。6.一种高熔点高熵合金NbMoTaWVTi，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所述的高熔点高熵合金NbMoTaWVTi，其特征在于该合金的密度为10.6～10.7g/cm3，其显微组织为等轴晶基体中弥散分布着颗粒状第二相，且基体富集较多的Nb、Mo、Ta、W、V，其平均晶粒尺寸在440nm～2.7μm之间；而第二相富集较多的Ti，其平均晶粒尺寸在180～570nm之间。2CN105950944A说明书1/5页一种高熔点高熵合金NbMoTaWVTi及其制备方法技术领域[0001]本发明属于高熵合金技术领域，特别涉及一种高熔点高熵合金NbMoTaWVTi及其制备方法。背景技术[0002]高熔点金属及高温合金具有较高的熔点、优异的高温力学性能和良好的热稳定性，从而在航空航天、原子能、冶金及化工等领域有着广泛的应用。随着科学技术的发展，对高熔点金属及高温合金力学性能的要求越来越高，现有的高熔点金属及高温合金体系：镍及镍合金、钨及钨合金、钛及钛合金等已经不能满足现代科技对耐高温材料力学性能的要求，因此需要研发出具有更高性能的高熔点金属及高温合金。[0003]传统的合金设计理念是以一两种元素为基体，加入少量其他合金元素，组成合金。一般认为合金元素种类过多会导致化合物尤其是脆性金属间化合物的出现，从而导致合金性能恶化。20世纪90年代中期，叶均蔚等人提出了高熵合金的概念，率先打破传统合金的设计理念。该合金以5种或5种以上的合金元素按等摩尔比或接近等摩尔比进行配比，每种主元的原子含量在5～35％之间。多主元高熵合金借助其特有的高熵效应，可有效地避免传统多元合金的脆性析出相，形成简单的FCC或BCC固溶体结构，使