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(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(10)申请公布号CNCN103602872103602872A(43)申请公布日2014.02.26(21)申请号201310530812.2(22)申请日2013.10.31(71)申请人北京科技大学地址100083北京市海淀区学院路30号北京科技大学办公楼216(72)发明人惠希东吴一栋王坦宋京国常丽(74)专利代理机构北京市广友专利事务所有限责任公司11237代理人张仲波(51)Int.Cl.C22C30/00(2006.01)C22C1/02(2006.01)C22C1/03(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书5页说明书5页附图4页附图4页(54)发明名称一种TiZrNbVMox高熵合金及其制备方法(57)摘要本发明涉及一种高熵合金材料及其制备技术,高熵合金的成分为TiZrNbVMox,其中x为摩尔比且取值范围为x=0~1.0。其制备方法包括:将冶金原料Ti、Zr、Nb、V和Mo元素用机械方法去除氧化皮后按摩尔比精确称量;在非自耗真空电弧炉或者冷坩埚悬浮炉里分别熔炼中间合金MoTi和TiZrNbV,最后把中间合金放一起熔炼成目标合金,每个合金均熔炼3遍以上,以保证成分均匀;取特定质量的母合金利用真空吸铸或浇铸设备制备棒状或板状样品。与传统晶体材料相比,本发明的高熵合金表现出高硬度、屈服强度和断裂强度,与其他的高强度体心结构高熵合金相比,本发明的高熵合金具有更好的塑性变形能力。CN103602872ACN1036287ACN103602872A权利要求书1/1页1.一种TiZrNbVMox高熵合金,其特征在于:所述高熵合金成分为TiZrNbVMox,其中x为摩尔比,x的取值范围为0~1.0。2.如权利要求1所述的TiZrNbVMox高熵合金,其特征在于:其中x的取值为0、0.3、0.5、0.7、1.0中的任意一个,其中所述高熵合金材料采用的Ti、Zr、Nb、V和Mo冶炼原料纯度不低于99.9%。3.一种制备权利要求1~3中任一所述的TiZrNbVMox高熵合金的方法,其特征在于包括以下步骤:将冶金原料Ti、Zr、Nb、V和Mo元素去氧化皮,并按摩尔比精确称量配比,供熔炼制备合金使用;使用非自耗真空电弧炉或者冷坩埚悬浮炉,在水冷铜坩埚内熔炼合金,每个合金翻面熔炼3次以上;使用真空吸铸或者金属模设备,将合金吸铸或浇铸到铜模中,获得高熵合金棒或板状试样。4.如权利要求3的制备TiZrNbVMox高熵合金的方法,其特征在于,取Mo金属原料和Ti金属原料按质量比2:1—1:1熔炼成中间合金,同时将剩余的金属原料熔炼在一起,最后再将两份中间合金熔炼在一起得到目标合金。2CN103602872A说明书1/5页一种TiZrNbVMox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,提供了一种成分为TiZrNbVMox(x为摩尔比,x=0~1.0)的高熵合金及其制备方法。背景技术[0002]一直以来,传统的合金设计方法都是以一种或两种元素作为主要组元,再通过添加其他元素来改善材料的组织和性能,如镁合金、铝合金、钛合金以及块体非晶合金等。传统晶体学理论认为,合金中组元过多会导致多种金属间化合物和其他复杂组织的形成,使其丧失机械性能,难以后续加工。多年来,传统合金体系的发展已趋于饱和。2004年,台湾学者叶均蔚等率先提出新的合金设计理念,即多主元高熵合金。所谓多主元合金,是指含有多个主要元素(五元以上)的合金,其中每个主元的原子分数在5%~35%。由于合金的组元种类多且含量都很高,其原子排列混合熵很高,因此这种合金被称为多主元高熵合金。[0003]研究结果表明,高熵合金倾向于形成简单的面心立方(FCC)或体心立方(BCC)甚至非晶相,形成的相的数量远低于根据相平衡规律预测得到的数量。高熵合金具备优良的综合性能,例如高强度、高硬度、大加工硬化能力、抗高温软化、耐腐蚀和高电阻率等。因此,[0004]高熵合金具有广阔的应用前景。例如:高强度、高硬度的刀具、模具;耐磨抗腐蚀涂层;涡轮叶片、焊接钎料及热交换器耐热材料;高强结构材料;生物医用材料等。[0005]目前研究的高熵合金大部分基于后过渡族金属,Fe、Co、Ni、Cu等,例如:AlCrFeCoNi、AlCrCuFeMnNi、FeCoCrNiMn、AlCuFeCoNi、AlTiCrFeCoNi等。基于高熔点元素,如Ti、Zr、Nb、Mo、Ta、W等的高熵合金体系鲜有研究。考虑到这些元素的高熔点和良好的生物相容性等特殊性能,开展该体系高熵合金的研究,有望在高强结构材料、高温结构材料、生物医用材料等领域得到广泛应用。发明内容[0006]本发明的目的在于开发出具有优异力学性能的高熔点高熵合金