一种微波烧结制备面心立方型含硼高熵合金及其制备方法.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CN112342418A(43)申请公布日2021.02.09(21)申请号202010941019.1(22)申请日2020.09.09(71)申请人江苏大学地址212013江苏省镇江市京口区学府路301号(72)发明人王宏明王长文李桂荣(51)Int.Cl.C22C1/05(2006.01)C22C1/10(2006.01)C22C30/02(2006.01)B22F9/04(2006.01)B22F3/105(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称一种微波烧结制备面心立方型含硼高熵合金及其制备方法(57)摘要本发明提供了一种微波烧结制备面心立方型含硼高熵合金及其制备方法，将Fe、Co、Ni、Cu、B金属粉末均匀混合；利用球磨不断细化析出的含硼硬质相；再利用微波烧结制备而成。本发明基于硼元素强化面心立方型高熵合金的机制，调控高能球磨转速过程以及球磨时间，使得析出的硼化物能够在球磨过程中不断细化颗粒，这使得含硼硬质相具有粒径小；在微波烧结技术中，调控烧结升温速率以及烧结时间，进一步保留含硼硬质相的细小晶粒以及分散性良好；相比于熔铸法制备的含硼高熵合金，析出的含硼硬质相会显著破坏基体导致塑性急剧恶化，本发明有效调控了含硼硬质相在基体中的分布、形状以及晶粒大小，具有清洁环保、可控性高等优点。CN112342418ACN112342418A权利要求书1/1页1.一种微波烧结制备面心立方型含硼高熵合金的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将金属单质粉末Fe、Co、Ni、Cu、B按照等摩尔比均匀混合，放入球磨罐内，加入适量的研磨剂无水乙醇，并加入氧化锆球后将球磨罐抽真空；(2)先以150r/min的转速球磨8h，再以300r/min的转速球磨60-65h；(3)将步骤(2)球磨得到的粉末，放入真空干燥箱内烘干，装入模具并预压成型；(4)将步骤(3)得到的胚锭，放入微波烧结炉中，微波烧结得到面心立方型含硼高熵合金。2.根据权利要求1所述的微波烧结制备面心立方型含硼高熵合金的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述的金属单质粉末Fe、Co、Ni、Cu、B的平均粒径均为45-60μm。3.根据权利要求1所述的微波烧结制备面心立方型含硼高熵合金的制备方法，其特征在于，步骤(1)中加入的研磨剂无水乙醇的量为加入的金属粉末质量的30％-40％。4.根据权利要求1所述的微波烧结制备面心立方型含硼高熵合金的制备方法，其特征在于，步骤(1)所加入氧化锆球的球料比为5：1。5.根据权利要求1所述的微波烧结制备面心立方型含硼高熵合金的制备方法，其特征在于，步骤(1)中抽真空的真空度为0MPa＜P≤0.1Mpa。6.根据权利要求1所述的微波烧结制备面心立方型含硼高熵合金的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述的调控球磨机的转速以及球磨时间，其具体为球磨开始初为150r/min，持续8h，再调整为300r/min，持续60-65h。7.根据权利要求1所述的微波烧结制备面心立方型含硼高熵合金的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述的真空干燥箱内烘干，其具体为0MPa＜P≤0.01MPa，持续4-5天。8.根据权利要求1所述的微波烧结制备面心立方型含硼高熵合金的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述的装入模具并预压成型，其具体为在室温环境下300MPa≤P≤350MPa，持续100s≤T≤150s。9.根据权利要求1所述的微波烧结制备面心立方型含硼高熵合金的制备方法，其特征在于，步骤(4)中微波烧结的工艺参数为：烧结温度以50℃/min的升温速率从25℃升温至750℃，再以25℃/min的升温速率从750℃升温至1050℃，并在1050℃持续50min。10.根据权利要求1-9任一项所述制备方法制备的微波烧结制备面心立方型含硼高熵合金。2CN112342418A说明书1/3页一种微波烧结制备面心立方型含硼高熵合金及其制备方法技术领域[0001]本发明属于材料冶金制备技术领域，具体涉及到一种微波烧结制备面心立方型含硼高熵合金的方法。背景技术[0002]高熵合金是近十几年所提出的一种合金设计理念，其满足合金中含有5个以上的主要元素且每个主要元素的含量在5-35at％之间。高熵合金所形成的无序固溶体，通常具有较高的混合熵，因此倾向于形成面心立方型或体心立方型结构的简单固溶体相，其独特的晶体结构使得高熵合金具有高强度、高硬度以及高温稳定性。叶均蔚等人在高熵合金中添加一定量的硼元素，在铸态合金中由FCC固溶体相和硼化物析出相组成，随着硼化物的析出相增加导致其强度显著增加，这为解决FCC结构高熵合金的强度低提供了思路。[0003]进一步研究发现这种硼化物的析出虽然极大提高其强度、硬