利用磁场提高CrCoNi中熵合金力学性能的方法.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CN109971980A(43)申请公布日2019.07.05(21)申请号201910367594.2(22)申请日2019.05.05(71)申请人西北工业大学地址710072陕西省西安市友谊西路127号(72)发明人王军李金山王嘉祥贺一轩赵晨东王毅寇宏超唐斌(74)专利代理机构西北工业大学专利中心61204代理人慕安荣(51)Int.Cl.C22C1/02(2006.01)C22C30/00(2006.01)C22F3/02(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图3页(54)发明名称利用磁场提高CrCoNi中熵合金力学性能的方法(57)摘要一种利用磁场提高CrCoNi中熵合金力学性能的方法，采用真空非自耗电弧熔炼法对Cr、Co和Ni原料进行熔炼，得到CrCoNi中熵合金钮扣锭。将得到的高熵合金纽扣置于0.5～5T的磁场中进行真空凝固，得到屈服强度σy为261～449MPa，硬度为195～252HV的CrCoNi中熵合金，并且该CrCoNi中熵合金的显微组织为近等轴状的晶粒组织本发明将强磁场作用于CrCoNi中熵合金的凝固过程，达到了提高CrCoNi中熵合金的力学性能的目的。CN109971980ACN109971980A权利要求书1/1页1.一种利用磁场提高CrCoNi中熵合金力学性能的方法，其特征在于，具体过程是：步骤1，合金制备：以Cr、Co和Ni作为原料，所述Cr：Co：Ni的原子比为1：1：1；采用真空非自耗电弧熔炼方法对原料进行熔炼，得到CrCoNi中熵合金钮扣锭；步骤2，真空封装：将得到的CrCoNi中熵合金钮扣锭割成块状样品；将经过表面处理的样品放入石英管中真空封装，真空度为8×10-3Pa；步骤3，安放样品：将真空封装的样品放入磁场材料处理装置的石英管内底部，并使该样品处于该磁场材料处理装置励磁线圈的匀强磁场中；步骤4，磁场凝固：所述磁场凝固是对置于励磁线圈匀强磁场中的样品进行磁场凝固；具体过程是，闭合磁场材料处理装置的励磁电源和加热电源；通过励磁电源对励磁线圈通电，使该励磁线圈的匀强磁场的强度达到0.5～5T；按照设定的加热速率、保温温度、保温时间和冷却速率为样品的凝固过程提供热能，完成磁场下CrCoNi中熵合金的凝固过程，得到CrCoNi中熵合金。2.如权利要求1所述利用磁场提高CrCoNi中熵合金力学性能的方法，其特征在于，所述制备CrCoNi中熵合金钮扣锭时，将经过表面处理的Cr、Co和Ni原料放入真空非自耗电弧炉的坩埚中，采用真空非自耗电弧熔炼方法对该Cr、Co和Ni原料进行熔炼；同时开启电磁搅拌，所述熔炼电流为190A，搅拌电流为1.1A，熔炼时间为4min；待样品熔炼完成并彻底冷却后，将其翻面，反复熔炼4次。3.如权利要求1所述利用磁场提高CrCoNi中熵合金力学性能的方法，其特征在于，所述Cr、Co和Ni原料均为固态纯原料。4.如权利要求1所述利用磁场提高CrCoNi中熵合金力学性能的方法，其特征在于，所述磁场凝固时，加热速率为40℃/min，保温温度为1500℃，保温时间为30min，冷却速率为30℃/min，冷却至1000℃水中淬火。5.如权利要求1所述利用磁场提高CrCoNi中熵合金力学性能的方法，其特征在于，得到的CrCoNi中熵合金的屈服强度σy为261～449MPa，硬度为195～252HV。2CN109971980A说明书1/6页利用磁场提高CrCoNi中熵合金力学性能的方法技术领域[0001]本发明涉及材料领域，具体是一种利用磁场提高CrCoNi中熵合金力学性能的方法。背景技术[0002]合金材料按照等摩尔比混合熵(ΔSconf)可以分为三类：包含一种或两种主要元素且等摩尔比混合熵ΔSconf＜1R的合金为低熵合金(即传统合金)；包含两种到四种主要元素且等摩尔比混合熵1R≤ΔSconf≤1.5R的合金为中熵合金；包含至少五种主要组成元素且等摩尔比混合熵ΔSconf≥1.5R的合金为高熵合金。[0003]CrCoNi合金是最近被提出的一种由三种元素以等摩尔比组成的中熵合金材料。调研发现，CrCoNi中熵合金为单一的FCC相结构，具有良好的塑性。调研还发现，铸态CrCoNi中熵合金材料屈服强度较低，因此学者们都先将铸态CrCoNi中熵合金在高温下进行长时间的均匀化处理，再将其进行冷轧或热轧的方式强制进行塑性变形，然后进行一系列的退火过程改善CrCoNi中熵合金材料的性能(MaY,YuanF,YangM,etal.DynamicsheardeformationofaCrCoNimedium-entropyalloywithheterogeneousgrainstructures[J].ActaMate