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FeCrNiAl系高熵合金高温氧化行为及组织演变研究
摘要：
对于高温氧化和组织演变的研究对于高熵合金的应用具有重要意义。本文以FeCrNiAl系高熵合金为研究对象，通过富铝试样的高温氧化实验和SEM、XRD、EDS等多种分析手段的应用，探究了其高温氧化行为和组织演变。实验结果表明，FeCrNiAl系高熵合金在高温氧化过程中会出现膨胀、裂纹和颗粒状物等现象，同时会逐渐形成富镍层，最终形成外层为纤维状α-Al2O3的氧化产物。富铝试样在高温氧化过程中则会形成外层为缩孔状Al2O3的氧化产物，并且铝元素对于氧化过程中的相变有一定的促进作用。对于组织演变的研究发现，在回火后，随着时间的增加，富铝试样中析出的α相逐渐增加，而不同元素间的分布则不断趋于均一。
关键词：高温氧化、组织演变、高熵合金、FeCrNiAl、SEM、XRD、EDS
Abstract:
Researchonthehigh-temperatureoxidationandmicrostructureevolutionhassignificantimportancefortheapplicationofhigh-entropyalloys.Inthispaper,FeCrNiAlhigh-entropyalloywasselectedastheresearchobject.Throughhigh-temperatureoxidationexperimentsofAl-richsamplesandvariousanalysismethodssuchasSEM,XRD,andEDS,thehigh-temperatureoxidationbehaviorandmicrostructureevolutionwereexplored.TheexperimentalresultsshowedthatFeCrNiAlhigh-entropyalloywouldexhibitphenomenasuchasexpansion,cracking,andparticulateduringhigh-temperatureoxidationprocess,andarichnickellayerwouldgraduallyform,eventuallyforminganouterlayeroffibrousα-Al2O3astheoxidationproduct.TheAl-richsampleswouldformanouterlayerofporousAl2O3astheoxidationproductduringhigh-temperatureoxidation,andaluminumelementshadacertainpromotingeffectonthephasetransitionduringoxidation.Thestudyofmicrostructureevolutionfoundthataftertempering,theamountofαphaseprecipitatedintheAl-richsampleswillgraduallyincreasewithtime,whilethedistributionofdifferentelementstendstobeuniformly.
Keywords:high-temperatureoxidation,microstructureevolution,high-entropyalloy,FeCrNiAl,SEM,XRD,EDS
引言：
高熵合金是一种新型多元素合金，具有独特的高温强度和耐腐蚀性能，因此在航空航天、能源等领域受到广泛关注。随着对于高熵合金研究的深入，高温氧化和组织演变也成为了研究的重点。
FeCrNiAl系高熵合金由铁、铬、镍、铝四个元素组成，是一种潜在的高温结构材料。此外，高熵合金中存在着大量的原子位错、晶界、位错滞留和多元共晶等特性，在高温氧化研究中也显得尤为重要。
本文通过实验的方法，研究FeCrNiAl系高熵合金的高温氧化行为和组织演变，为其应用提供研究基础。
实验：
实验采用了FeCrNiAl系高熵合金和富铝合金，分别进行高温氧化和组织演变的实验。其中高温氧化实验采用了电弧熔炼制备样品，样品的形状为Φ10×5mm的圆柱体。富铝样品的成分为Fe30Cr20Ni10Al30，在1000°C下进行高温氧化实验。
高温氧化实验的过程中采用了氧气气氛对样品进行氧化，进行时间为0h、10h、20h、30h、50h。SEM、XRD和EDS等分析手段对样品进行了分析。
组织演变实验采用了高温回火的方法，其中选用富铝高熵合金样品进行实验。样品的回火温度为800°C，回火时间为1h、2h、4h、8h、16h、32h、64h