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高熵合金相形成理论研究进展
被引量：
15
1
作者
赵雪柔
吕煜坤
石拓
《材料导报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第7期1174-1181,共8页
相对于传统的二元合金,多主元高熵合金(HEAs)通常由五种及以上元素组成,呈现出结构晶格畸变、原子缓慢扩散及组织高稳定性等特征。高熵合金作为材料研究领域的一种新型合金,极易获得热稳定性很高的固溶相和纳米结构,甚至可得到非晶相,...
相对于传统的二元合金,多主元高熵合金(HEAs)通常由五种及以上元素组成,呈现出结构晶格畸变、原子缓慢扩散及组织高稳定性等特征。高熵合金作为材料研究领域的一种新型合金,极易获得热稳定性很高的固溶相和纳米结构,甚至可得到非晶相,其综合性能明显优于传统合金,因此,高熵合金具有很高的学术研究价值和工业应用潜力。材料的成分和组织决定了材料最终的性能,多主元成分设计使得高熵合金相组成较为复杂,如何通过理论计算相形成规律,从而准确地预测出给定成分高熵合金的相组成,对高熵合金材料设计至关重要。研究发现混合焓H_(mix)可对高熵合金中的相组成进行确定,但简单的混合焓参数已经不能满足多主元高熵合金相预测的准确性,更多参数在高熵合金发展进程中被提出。研究发现,原子半径差δ_r及熵/焓Ω(T_A)等参数可预测出高熵合金中的固溶体(SS)相和金属间化合物(IM)相,却无法预测固溶体的具体类型。然而,K_1^(Cr)(T_A)参数的补充提高了给定热处理温度下相预测的准确性,且热处理后SS相形成域的参数值变小,这表明IM相在热处理后形成了另一种相且影响了参数值;价电子浓度VEC判据可预测FCC、BCC型高熵合金的固溶体类型,但不适用于所有的高熵合金;电负性差ΔX可对大部分高熵合金(除含大量Al之外)的拓扑闭合相稳定性进行预测,且ΔX>0.133时可预测出高熵合金中有拓朴闭合稳定相存在。为了更全面准确地预测高熵合金相组成,有学者提出了较为完善的CALPHAD计算机热力学相图预测模型,由于FCC比BCC结构的动力学效应大,采用CALPHAD方法预测FCC相组成精确性较差,但对BCC相的预测十分精确。而分子轨道理论仅用一个参数Md(合金化过渡金属d轨道的平均能级),就可以预测以镍基、钴基和铁基合金为基础高熵合金中固溶体与过渡金属所形成的TCP/GCP相。本文在传统合金相形成规律的基础上,通过对现有高熵合金相形成理论进行研究,阐明了高熵合金的相结构模型;总结出固溶体与金属间化合物,面心立方FCC、体心立方BCC和密排六方HCP结构的高熵合金,以及固溶体与第二相形成规律的理论预测模型;分析所有理论预测模型的优缺点,最终总结出一套较为完整的高熵合金相组成的预测流程,有利于初学者进行高熵合金的成分设计。
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关键词
高熵合金
固溶体
成分
模型
相形成
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职称材料
Mo对铸态(Fe_(50)Mn_(30)Co_(10)Cr_(10))_(98-x)C_(2)Mo_(x)多主元合金组织及性能的影响
被引量：
1
2
作者
赵雪柔
吕煜坤
+1 位作者
武上焜
李双元
《塑性工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第5期163-170,共8页
采用真空电弧熔炼炉制备了铸态(Fe_(50)Mn_(30)Co_(10)Cr_(10))_(98-x)C_(2)Mo_(x)多主元合金,分析了Mo的添加对铸态多主元合金组织和性能的影响,研究了多主元合金的强韧性和微观结构演变机制。结果表明,铸态(Fe_(50)Mn_(30)Co_(10)Cr_(...
采用真空电弧熔炼炉制备了铸态(Fe_(50)Mn_(30)Co_(10)Cr_(10))_(98-x)C_(2)Mo_(x)多主元合金,分析了Mo的添加对铸态多主元合金组织和性能的影响,研究了多主元合金的强韧性和微观结构演变机制。结果表明,铸态(Fe_(50)Mn_(30)Co_(10)Cr_(10))_(97)C_(2)Mo_(1)合金为面心立方相结构,室温拉伸变形过程中60°<111>变形孪晶增多,诱发孪晶诱导塑性(TWIP)效应,铸态合金在晶界强化(孪晶晶界为亚晶界)、固溶强化(C-间隙原子、Mo-置换原子)、位错强化以及TWIP效应的共同作用下,极限抗拉强度达到712.08 MPa,总伸长率为98.63%,强塑积高达70.23 GPa·%。随着Mo含量增加至2%,小角度晶界向大角度晶界转变程度变小,同时合金中析出白色颗粒状金属间化合物,致使合金的屈服强度、抗拉强度和塑性均降低。
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关键词
钼
强塑积
变形孪晶
TWIP效应
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职称材料
题名
高熵合金相形成理论研究进展
被引量：
15
1
作者
赵雪柔
吕煜坤
石拓
机构
西安工业大学材料与化工学院
出处
《材料导报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第7期1174-1181,共8页
基金
陕西省自然科学基础研究计划(2017JM5057)
陕西省教育厅专项科研计划(17JK0372)
陕西省教育厅重点实验室基金(17JS054)~~
文摘
相对于传统的二元合金,多主元高熵合金(HEAs)通常由五种及以上元素组成,呈现出结构晶格畸变、原子缓慢扩散及组织高稳定性等特征。高熵合金作为材料研究领域的一种新型合金,极易获得热稳定性很高的固溶相和纳米结构,甚至可得到非晶相,其综合性能明显优于传统合金,因此,高熵合金具有很高的学术研究价值和工业应用潜力。材料的成分和组织决定了材料最终的性能,多主元成分设计使得高熵合金相组成较为复杂,如何通过理论计算相形成规律,从而准确地预测出给定成分高熵合金的相组成,对高熵合金材料设计至关重要。研究发现混合焓H_(mix)可对高熵合金中的相组成进行确定,但简单的混合焓参数已经不能满足多主元高熵合金相预测的准确性,更多参数在高熵合金发展进程中被提出。研究发现,原子半径差δ_r及熵/焓Ω(T_A)等参数可预测出高熵合金中的固溶体(SS)相和金属间化合物(IM)相,却无法预测固溶体的具体类型。然而,K_1^(Cr)(T_A)参数的补充提高了给定热处理温度下相预测的准确性,且热处理后SS相形成域的参数值变小,这表明IM相在热处理后形成了另一种相且影响了参数值;价电子浓度VEC判据可预测FCC、BCC型高熵合金的固溶体类型,但不适用于所有的高熵合金;电负性差ΔX可对大部分高熵合金(除含大量Al之外)的拓扑闭合相稳定性进行预测,且ΔX>0.133时可预测出高熵合金中有拓朴闭合稳定相存在。为了更全面准确地预测高熵合金相组成,有学者提出了较为完善的CALPHAD计算机热力学相图预测模型,由于FCC比BCC结构的动力学效应大,采用CALPHAD方法预测FCC相组成精确性较差,但对BCC相的预测十分精确。而分子轨道理论仅用一个参数Md(合金化过渡金属d轨道的平均能级),就可以预测以镍基、钴基和铁基合金为基础高熵合金中固溶体与过渡金属所形成的TCP/GCP相。本文在传统合金相形成规律的基础上,通过对现有高熵合金相形成理论进行研究,阐明了高熵合金的相结构模型;总结出固溶体与金属间化合物,面心立方FCC、体心立方BCC和密排六方HCP结构的高熵合金,以及固溶体与第二相形成规律的理论预测模型;分析所有理论预测模型的优缺点,最终总结出一套较为完整的高熵合金相组成的预测流程,有利于初学者进行高熵合金的成分设计。
关键词
高熵合金
固溶体
成分
模型
相形成
Keywords
high entropy alloys
solid solution
composition
model
phase formation
分类号
TG146 [金属学及工艺—金属材料]
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职称材料
题名
Mo对铸态(Fe_(50)Mn_(30)Co_(10)Cr_(10))_(98-x)C_(2)Mo_(x)多主元合金组织及性能的影响
被引量：
1
2
作者
赵雪柔
吕煜坤
武上焜
李双元
机构
陕西铁路工程职业技术学院铁道装备制造学院
西安工业大学材料与化工学院
出处
《塑性工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第5期163-170,共8页
基金
国家自然科学基金面上资助项目(52071251)
陕西省教育厅专项科研计划项目(21JK0584)
青年科学基金资助项目(51901167)。
文摘
采用真空电弧熔炼炉制备了铸态(Fe_(50)Mn_(30)Co_(10)Cr_(10))_(98-x)C_(2)Mo_(x)多主元合金,分析了Mo的添加对铸态多主元合金组织和性能的影响,研究了多主元合金的强韧性和微观结构演变机制。结果表明,铸态(Fe_(50)Mn_(30)Co_(10)Cr_(10))_(97)C_(2)Mo_(1)合金为面心立方相结构,室温拉伸变形过程中60°<111>变形孪晶增多,诱发孪晶诱导塑性(TWIP)效应,铸态合金在晶界强化(孪晶晶界为亚晶界)、固溶强化(C-间隙原子、Mo-置换原子)、位错强化以及TWIP效应的共同作用下,极限抗拉强度达到712.08 MPa,总伸长率为98.63%,强塑积高达70.23 GPa·%。随着Mo含量增加至2%,小角度晶界向大角度晶界转变程度变小,同时合金中析出白色颗粒状金属间化合物,致使合金的屈服强度、抗拉强度和塑性均降低。
关键词
钼
强塑积
变形孪晶
TWIP效应
Keywords
Mo
product of strength and elongation
deformation twins
TWIP effect
分类号
TG145 [金属学及工艺—金属材料]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
高熵合金相形成理论研究进展
赵雪柔
吕煜坤
石拓
《材料导报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019
15
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职称材料
2
Mo对铸态(Fe_(50)Mn_(30)Co_(10)Cr_(10))_(98-x)C_(2)Mo_(x)多主元合金组织及性能的影响
赵雪柔
吕煜坤
武上焜
李双元
《塑性工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024
1
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职称材料
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