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Co添加对Ni_(50-x)Cr_(20)Fe_(20)Al_(10)Co_(x)中熵合金微观组织和力学性能的影响
1
作者 张洋 王建军 +3 位作者 赵聃 焦志明 张团卫 马胜国 《热加工工艺》 北大核心 2025年第14期227-237,共11页
通过改变Ni与Co元素含量,在高纯度氩气氛下真空电弧熔炼制备得到Ni_(50-x)Cr_(20)Fe_(20)Al_(10)Co_(x)(x=0,5,10,at%,对应的合金分别简记为Co0、Co5和Co10)合金锭。利用热力学计算和分子动力学模拟分析Co对合金层错能的影响,利用XRD、... 通过改变Ni与Co元素含量,在高纯度氩气氛下真空电弧熔炼制备得到Ni_(50-x)Cr_(20)Fe_(20)Al_(10)Co_(x)(x=0,5,10,at%,对应的合金分别简记为Co0、Co5和Co10)合金锭。利用热力学计算和分子动力学模拟分析Co对合金层错能的影响,利用XRD、SEM和TEM等分析合金的析出相形貌,并测试了合金的拉伸性能。结果表明,Co含量的增加和Ni/Co比的降低,明显降低合金的层错能,进而为合金的塑性变形行为提供更多的强化因子。时效热处理促使合金内部析出少量的BCC相沉淀物和高体积分数含量的L12相纳米颗粒,这些促使合金表现出优异的强塑性结合。该体系合金在室温条件下表现出优异的综合力学性能。Co5合金时效态的力学性能最佳,屈服强度约为685 MPa、抗拉强度约为1326 MPa、断后伸长率约为24%。Co5合金展现出优异的加工硬化能力,在真应变为1%~9%范围内保持了3400 MPa的稳态应变硬化率。 展开更多
关键词 nicrfealco中熵合金 层错能 Ni/Co比 析出相 时效
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TiZrV-(Ta)中熵合金组织及性能研究
2
作者 潘涛 李茜茹 +3 位作者 张利 李晓峰 王建宏 付建平 《精密成形工程》 北大核心 2025年第5期95-101,共7页
目的 制备高性能TiZrV基中熵合金,探究Ta微合金化对TiZrV中熵合金组织演变和力学性能的影响。方法 通过真空电弧熔炼法制备了TiZrV和TiZrVTa0.1中熵合金,采用金相显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、维氏硬度计、万能力学性能测试机... 目的 制备高性能TiZrV基中熵合金,探究Ta微合金化对TiZrV中熵合金组织演变和力学性能的影响。方法 通过真空电弧熔炼法制备了TiZrV和TiZrVTa0.1中熵合金,采用金相显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、维氏硬度计、万能力学性能测试机等手段分析了Ta元素对TiZrV中熵合金微观组织、相结构和力学性能的影响。结果 TiZrV和TiZrVTa0.1中熵合金均呈现出枝晶组织。TiZrV合金基体中均匀、疏散分布着条粒状第二相;添加Ta元素后,合金的枝晶更密集,第二相也更加细小弥散,整体表现为相间不规则排布的条状和花纹状。相比于TiZrV合金,TiZrVTa0.1中熵合金具有更高的强度和塑性,抗压强度提高了28%,达到(1 160±10.6)MPa,抗拉强度提高了40%,达到(752±5.4)MPa,断裂延伸率从(7.6±0.13)%上升至(10.1±0.28)%,硬度最高达到326.1HV0.2。拉伸断口分析表明,添加Ta元素后,合金韧窝数量增加并且深度不断加深,促进了材料从脆性断裂向韧性断裂转变,塑性得到改善,实现了较好的强韧性配合。结论 力学性能的提高主要归结于Ta原子的固溶强化、第二相的强化作用和微观结构的改变。 展开更多
关键词 中熵合金 真空电弧熔炼法 微观组织 相结构 力学性能
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具有良好综合性能的Fe_(3)CoNiCuCr_(x)中熵阻尼合金分析
3
作者 耿宁宁 马玉琪 +3 位作者 周迎春 王洪鼎 张伟 邱克强 《沈阳工业大学学报》 北大核心 2025年第2期205-213,共9页
【目的】近年来,科技的发展和进步给人们的生产、生活带来了许多便利,但潜在的危害(如振动、噪声等)也因此产生。振动的产生会加剧零件的损坏,噪声的出现会危害人们的身体健康。为了应对这一问题,能够吸收振动能量的阻尼合金逐渐进入人... 【目的】近年来,科技的发展和进步给人们的生产、生活带来了许多便利,但潜在的危害(如振动、噪声等)也因此产生。振动的产生会加剧零件的损坏,噪声的出现会危害人们的身体健康。为了应对这一问题,能够吸收振动能量的阻尼合金逐渐进入人们的视野。然而,传统阻尼合金阻尼机制较为单一且力学性能较差,无法满足多样化的实际应用。因此,亟需开发一种兼顾二者的新型材料,多主元合金的出现使得该设想成为了可能,其独特结构使得合金可以兼具较好的力学性能和阻尼性能,研究多主元合金的组织与阻尼性能之间的联系具有重要意义。【方法】为了获得具有良好阻尼性能兼具优异力学性能的合金,利用电弧熔炼炉和真空感应炉制备了Fe_(3)CoNiCuCr_(x)(x=2.0,2.5,2.75,3.0,3.5)中熵合金。利用X射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)对合金的相结构进行分析,利用搭载电子背散射衍射(EBSD)探头的扫描电子显微镜(SEM)对合金的组织、相分布和相体积分数等进行表征,利用万能力学实验机对合金的抗拉性能进行测试,利用动态机械分析仪对合金的阻尼性能进行测试。通过提高Cr元素的摩尔比,研究了Cr元素摩尔比的变化对合金的相组成和阻尼性能的影响。【结果】随着Cr元素摩尔比的增大,合金由FCC相转变为FCC和BCC双相结构,双相结构的产生使得合金中的相发生竞争生长,从而降低了合金的平均晶粒尺寸;合金的抗拉强度由329 MPa升高到779 MPa;合金的塑性发生恶化,其塑性应变由35.45%降低到1.72%;当Cr元素摩尔比达到3.0时,合金的阻尼性能指标达到最大值0.052。随着Cr元素摩尔比的增大,合金中BCC相的体积分数逐渐升高,不仅提高了合金的抗拉强度,还提高了合金的铁磁阻尼性能。FCC和BCC相的体积分数与组织形貌的良好匹配提高了合金的界面阻尼性能,且合金中较软的FCC相嵌入较硬的BCC基体中所形成的独特网状组织也在一定程度上提高了合金的阻尼性能。【结论】在铁磁阻尼、界面阻尼和合金组织形态的共同影响下,Fe_(3)CoNiCuCr_(3.0)合金不仅具有优异的抗拉性能而且具有较高的阻尼性能。 展开更多
关键词 中熵合金 相组成 微观组织 阻尼能力 铁磁阻尼 界面阻尼 BCC相体积分数 抗拉性能
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低活化中/高熵合金的研究进展与展望
4
作者 李龙丰 郭威 +2 位作者 赵觅 吕书林 吴树森 《中国有色金属学报》 北大核心 2025年第2期353-367,共15页
核能的发展对解决世界能源问题意义重大,现代核反应堆对核用材料提出了更加严苛的要求,亟需开发具备低活化特性的新型结构材料。中/高熵合金因其低活化、高强度、良好延展性、抗辐照与耐腐蚀等特性,成为有力的候选材料之一。本文围绕具... 核能的发展对解决世界能源问题意义重大,现代核反应堆对核用材料提出了更加严苛的要求,亟需开发具备低活化特性的新型结构材料。中/高熵合金因其低活化、高强度、良好延展性、抗辐照与耐腐蚀等特性,成为有力的候选材料之一。本文围绕具有低活化特性的中/高熵合金,针对合金成分设计与相组成、力学性能与辐照性能开展综述,对低活化中/高熵合金体系研究进展做了全面的总结与展望,指出现有研究中的不足,为低活化中/高熵合金的设计与开发提供思路。 展开更多
关键词 低活化中/高熵合金 成分设计 力学性能 辐照性能
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Mo元素强化CoCrNi中熵合金不完全再结晶异质结构设计及变形机理研究
5
作者 李子垚 苏鸿宏 +7 位作者 吴诗昶 侯毅熙 庞大为 汪鑫 蒋成 毛圣成 张泽 韩晓东 《电子显微学报》 北大核心 2025年第2期182-189,共8页
CoCrNi合金是典型的中熵合金,其具有高的室温拉伸塑性,在能源、航空航天等领域具有广泛的应用前景。但其强度通常不高,限制了作为关键结构部件服役的潜力。本文通过Mo元素添加及冷轧退火工艺制备出具有不完全再结晶异质结构Co_(30)Ni_(3... CoCrNi合金是典型的中熵合金,其具有高的室温拉伸塑性,在能源、航空航天等领域具有广泛的应用前景。但其强度通常不高,限制了作为关键结构部件服役的潜力。本文通过Mo元素添加及冷轧退火工艺制备出具有不完全再结晶异质结构Co_(30)Ni_(30)Cr_(33)Mo_(7)中熵合金,并结合扫描电镜与透射电镜在微纳米层次研究其塑性变形机理。结果表明,异质结构Co_(30)Ni_(30)Cr_(33)Mo_(7)中熵合金具有优良的强塑性,其屈服强度与抗拉强度分别为656 MPa与1123 MPa,延伸率达到了38%。Mo元素添加提供析出相强化作用,同时降低合金层错能,使内部产生高比例的退火孪晶。在塑性变形阶段,异质结构导致合金内部产生非均匀变形,激发大量层错和变形孪晶,引发异变诱导硬化,提高了合金的加工硬化能力和强韧性。因此,通过Mo元素添加及冷轧退火工艺向CoCrNi中熵合金中引入不完全再结晶异质结构的方式为提高其强度提供了可行办法。 展开更多
关键词 CoCrNi中熵合金 异质结构 异变诱导强化
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基于微观结构调控增强激光粉末床熔融CoCrNi中熵合金耐蚀性能
6
作者 丁瑶 王力 +1 位作者 刘海龙 赵卫国 《粉末冶金技术》 北大核心 2025年第4期415-422,共8页
为解决增材制造CoCrNi中熵合金非平衡凝固局部位错富集问题,利用背散射衍射仪和透射电子显微镜研究了激光粉末床熔融增材制造CoCrNi中熵合金的不同热处理显微组织,并通过电化学实验和X射线光电子能谱分析研究了显微组织与腐蚀行为、钝... 为解决增材制造CoCrNi中熵合金非平衡凝固局部位错富集问题,利用背散射衍射仪和透射电子显微镜研究了激光粉末床熔融增材制造CoCrNi中熵合金的不同热处理显微组织,并通过电化学实验和X射线光电子能谱分析研究了显微组织与腐蚀行为、钝化膜特性的相互关系。结果表明,增材制造CoCrNi中熵合金具有明显的柱状晶组织和位错胞状结构,随着热处理温度由900℃提高至1200℃,位错胞状结构逐渐消失,逐渐发生回复再结晶,由增材制造快速凝固的柱状晶转变为等轴晶,晶粒尺寸减小,析出相逐渐粗化。经900℃热处理后,腐蚀电位最高,维钝电流密度和腐蚀电流密度最小,耐蚀性能最好;随着热处理温度提高至1050~1200℃,耐蚀性下降。 展开更多
关键词 中熵合金 耐蚀性能 激光粉末床熔融 电化学测试 位错胞
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增材制造FeCrNi中熵合金的工艺开发、微观组织和力学性能
7
作者 王烁然 向超 +3 位作者 桂新元 张涛 孙桂芳 韩恩厚 《精密成形工程》 北大核心 2025年第8期115-126,共12页
目的通过优化激光粉末床熔融工艺参数获得高致密度的FeCrNi中熵合金,以避免缺陷影响服役性能,为FeCrNi系中熵合金工艺开发提供参考。方法以FeCrNi粉末为原料,设计工艺参数表进行样品制备,引入体积能量密度作为参考指标,研究工艺参数对... 目的通过优化激光粉末床熔融工艺参数获得高致密度的FeCrNi中熵合金,以避免缺陷影响服役性能,为FeCrNi系中熵合金工艺开发提供参考。方法以FeCrNi粉末为原料,设计工艺参数表进行样品制备,引入体积能量密度作为参考指标,研究工艺参数对致密度的影响规律,并对最佳工艺参数下的样品进行微观组织分析和力学性能测试。结果成功制备出致密度达99.96%的FeCrNi中熵合金,最佳工艺参数如下:激光功率为220 W,扫描速度为950 mm/s,扫描间距为0.09 mm,粉层厚度为30μm,体积能量密度为85.77 J/mm^(3),该中熵合金由单一面心立方相组成。在垂直于构建方向和平行于构建方向上可以观察到清晰的熔道和熔池,平均晶粒大小分别为16.83μm和18.01μm,在晶界处观察到大量的几何必要位错,残余应力主要集中在熔道和熔池的边缘处,熔池和熔道元素分布均匀。FeCrNi中熵合金屈服强度和抗拉强度分别为597 MPa和705 MPa,断后伸长率为27.6%,断裂模式为韧性断裂。结论在一定范围内,过低或过高的体积能量密度会导致粉末熔化不完全或过度熔化,影响稳定熔池的形成,导致致密度较低。控制体积能量密度适中是工艺优化的方向。激光粉末床熔融高冷却速度导致非平衡凝固,使材料成形后晶粒细化,并形成胞状结构和柱状结构,且熔池熔道边缘处残余应力大。异质微观组织和残余应力的共同作用使FeCrNi中熵合金拥有良好的力学性能。 展开更多
关键词 增材制造 激光粉末床熔融 中熵合金 工艺优化 微观组织 力学性能
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废旧电池再资源化制备高性能中熵合金催化剂及其性能研究 被引量：1
8
作者 郭珊 田雨 +2 位作者 徐永滨 王朋 刘治明 《化工学报》 北大核心 2025年第1期231-240,共10页
以从废旧三元锂离子电池中回收的镍钴锰(NCM)有价金属与钯(Pd)盐为原料,采用快速高温轰击方法制备含氮碳基体负载钯镍钴锰中熵合金纳米颗粒(Pd MEA@N-C)作为锂氧电池双功能催化剂,以实现废弃三元锂离子电池的循环使用,优化在氧还原/析... 以从废旧三元锂离子电池中回收的镍钴锰(NCM)有价金属与钯(Pd)盐为原料,采用快速高温轰击方法制备含氮碳基体负载钯镍钴锰中熵合金纳米颗粒(Pd MEA@N-C)作为锂氧电池双功能催化剂,以实现废弃三元锂离子电池的循环使用,优化在氧还原/析出过程(ORR/OER)中放电产物过氧化锂(Li_(2)O_(2))的可逆生成与分解。XRD、TEM表明Pd MEA成功制备,XPS表明Pd的引入有利于实现合金颗粒中电子排布的精准调控。以Pd MEA@N-C为正极材料组装锂氧电池测试性能,结果显示,在限制1000 mAh·g^(-1)的容量,200 mA·g^(-1)的电流密度条件下,过电位低至0.49 V;200 mA·g^(-1)的电流密度条件下进行深度充放电测试,充放电容量高达15491 mAh·g^(-1);在循环82圈之后仍保持稳定状态。 展开更多
关键词 催化剂 NCM回收 Pd中熵合金 电化学 ORR/OER 反应动力学
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基于纳米压痕的纳米晶FeCoNi中熵合金蠕变行为研究
9
作者 陈岩 李斯恩 韩双 《塑性工程学报》 北大核心 2025年第7期165-174,共10页
采用电沉积法制备出等原子比的纳米晶FeCoNi中熵合金和纳米晶纯Ni,并基于纳米压痕对两种材料的力学性能和蠕变行为进行了研究。微观结构表征发现,纳米晶FeCoNi中熵合金和纳米晶纯Ni均为单相面心立方结构,且晶粒尺寸接近。通过纳米压痕... 采用电沉积法制备出等原子比的纳米晶FeCoNi中熵合金和纳米晶纯Ni,并基于纳米压痕对两种材料的力学性能和蠕变行为进行了研究。微观结构表征发现,纳米晶FeCoNi中熵合金和纳米晶纯Ni均为单相面心立方结构,且晶粒尺寸接近。通过纳米压痕测试发现,相比较于纳米晶纯Ni,纳米晶FeCoNi中熵合金的硬度提升了1 GPa,并且抗蠕变性能显著增强。对强化机制和蠕变机制的分析发现,由于FeCoNi合金的层错能显著降低,导致纳米晶FeCoNi中熵合金的晶粒内部具有较多的纳米孪晶。中熵合金本征的短程有序结构会导致晶格畸变增大。在更多的纳米孪晶和更大的晶格畸变作用下,纳米晶FeCoNi合金的硬度提高;纳米晶FeCoNi合金中原子分布着复杂的晶界以及较低的层错能,使位错更容易在晶界处发射,结合层错/形变孪晶/短程有序结构对位错运动的阻碍作用,进而提升了纳米晶FeCoNi中熵合金的抗蠕变能力。 展开更多
关键词 纳米压痕 纳米晶 中熵合金 蠕变行为
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梯度异质结构CoCrNi中熵合金的设计及变形机理研究 被引量：2
10
作者 罗仙敏 苏鸿宏 +3 位作者 安子冰 毛圣成 张泽 韩晓东 《电子显微学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期68-76,共9页
CoCrNi是一种典型的中熵合金,其具有塑性高但拉伸强度较低的特点,这种强塑性权衡问题限制了其工程应用范围。本文采用轧制退火和旋转加速喷丸工艺,在CrCoNi中熵合金中引入梯度晶粒尺寸和孪晶的异质结构。结果表明,这种设计实现了优良的... CoCrNi是一种典型的中熵合金,其具有塑性高但拉伸强度较低的特点,这种强塑性权衡问题限制了其工程应用范围。本文采用轧制退火和旋转加速喷丸工艺,在CrCoNi中熵合金中引入梯度晶粒尺寸和孪晶的异质结构。结果表明,这种设计实现了优良的强塑性,其屈服强度和抗拉强度分别为665 MPa和950 MPa,同时断裂塑性达到40.6%。在拉伸变形过程中,梯度晶粒异质结构能够产生非均匀变形诱导硬化,提升合金屈服强度的同时,保持高的加工硬化率和优异的延展性。因此,基于轧制退火和旋转喷丸工艺,引入梯度晶粒异质结构是克服合金强度-延展性失衡问题的有效途径。 展开更多
关键词 CoCrNi中熵合金 梯度晶粒异质结构 非均匀变形强化
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FeCoNiTi_(x)中熵合金组织性能及其在硬质合金中的应用 被引量：1
11
作者 罗照耀 阴艳丽 +2 位作者 肖海英 何文 陶森 《稀有金属与硬质合金》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期95-102,共8页
FeCoNi中熵合金相比传统合金具有优异的性能,但其室温强度不高,限制了其应用。通过机械合金化和放电等离子烧结工艺制备FeCoNiTi_(x)(x=0,0.25,0.50,0.75,1)中熵合金块体,重点研究了各元素机械合金化顺序以及Ti含量对FeCoNiTi_(x)中熵... FeCoNi中熵合金相比传统合金具有优异的性能,但其室温强度不高,限制了其应用。通过机械合金化和放电等离子烧结工艺制备FeCoNiTi_(x)(x=0,0.25,0.50,0.75,1)中熵合金块体,重点研究了各元素机械合金化顺序以及Ti含量对FeCoNiTi_(x)中熵合金显微组织和性能的影响,并初步探讨了FeCoNiTi_(x)中熵合金作为黏结剂在WC基硬质合金中的应用。结果表明:机械合金化过程中FeCoNi基体相为FCC相,添加Ti元素后形成Laves相和钛氧化物相,因此FeCoNiTi_(x)中熵合金物相由FCC相、Laves相和钛氧化物相组成。随着Ti含量的增加,FeCoNiTi_(x)合金密度、硬度和强度均上升,塑性先增强后减弱。FeCoNiTi_(0.50)中熵合金表现出良好的力学性能,其显微硬度、屈服强度、压缩强度和压缩应变分别为531 HV、1 987.57 GPa、2 114.85 GPa和20.5%。添加少量Ti元素可提升FeCoNi合金的耐腐蚀性。FeCoNiTi_(x)黏结剂在WC基硬质合金中能稳定存在,抑制WC烧结过程中脱碳相的形成。WC-FeCoNiTi_(0.50)硬质合金表现出较好的力学性能,其显微硬度与断裂韧性分别为1 834 HV与15.12 MPa·m^(1/2)。 展开更多
关键词 中熵合金 FeCoNiTi_(x) 黏结剂 WC基硬质合金 显微组织 力学性能
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TiZrAlHf钛基中熵合金热变形及组织演变规律 被引量：1
12
作者 刘倩倩 杨啸雨 +3 位作者 高帆 李臻熙 刘宏武 王青峰 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期128-136,共9页
为优化新型TiZrAlHf钛基中熵合金的热加工窗口,采用热压缩模拟实验和组织表征的方法对热变形特性、热变形组织演变规律进行研究。结果表明:TiZrAlHf合金铸锭的组织主要由片层状α相和晶界处的魏氏组织组成。合金β转变温度(Tβ)为895℃... 为优化新型TiZrAlHf钛基中熵合金的热加工窗口,采用热压缩模拟实验和组织表征的方法对热变形特性、热变形组织演变规律进行研究。结果表明:TiZrAlHf合金铸锭的组织主要由片层状α相和晶界处的魏氏组织组成。合金β转变温度(Tβ)为895℃,在α/α+β相区(700~850℃)测试工艺范围内变形时,变形温度700~750℃之间存在失稳区,热变形激活能为827.514 kJ/mol,变形组织主要为球状α相,软化机制为片层状α相球化;在β相区(900~1100℃)测试工艺范围内,加工图中不存在失稳区,同时所有试样均完好,无开裂,能够采用自由锻造的方式进行开坯及改锻,热变形激活能为113.909 kJ/mol,变形组织主要为拉长的β晶粒和内部的针状α′马氏体,软化机制为动态回复;两种变形软化机制的本质均为位错的增殖、滑移和胞状结构演化。 展开更多
关键词 钛基中熵合金 热变形 组织演变 α相球化 动态回复
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冷轧变形对CoCrNi中熵合金显微组织和力学性能的影响 被引量：1
13
作者 张明旭 徐旺 +1 位作者 李涌泉 董福元 《热加工工艺》 北大核心 2024年第9期91-94,100,共5页
中熵合金具有多种优异性,同时具有高强度和延展性。冷轧变形是提高中熵合金力学性能的一种即经济又有效的方法。对CoCrNi中熵合金进行室温不同变形量(25%,37.5%,50%,62.5%,75%)的冷轧,通过X射线衍射分析、显微组织分析和拉伸试验研究了... 中熵合金具有多种优异性,同时具有高强度和延展性。冷轧变形是提高中熵合金力学性能的一种即经济又有效的方法。对CoCrNi中熵合金进行室温不同变形量(25%,37.5%,50%,62.5%,75%)的冷轧,通过X射线衍射分析、显微组织分析和拉伸试验研究了室温下不同变形量对合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:在室温不同变形量冷轧下CoCrNi中熵合金的组织仍为单一的FCC结构。CoCrNi中熵合金室温抗拉强度较低,随着变形量的增加,抗拉强度显著提升,但延展性相比铸态变差。 展开更多
关键词 中熵合金 冷轧变形 力学性能 显微组织
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选区激光熔化成形FeCrNi中熵合金点阵结构及其力学性能
14
作者 孙驰 汪健 +4 位作者 贺贺 秦冬阳 曹远奎 付遨 刘彬 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期211-219,共9页
金属点阵结构材料由于其轻量化、高比强度、能量吸收和多孔性等优势,广泛应用于航空航天、汽车工业等领域。以高强韧FeCrNi中熵合金(medium entropy alloy,MEA)为研究对象,采用选区激光熔化(selective laser melting,SLM)技术制备了具有... 金属点阵结构材料由于其轻量化、高比强度、能量吸收和多孔性等优势,广泛应用于航空航天、汽车工业等领域。以高强韧FeCrNi中熵合金(medium entropy alloy,MEA)为研究对象,采用选区激光熔化(selective laser melting,SLM)技术制备了具有BCC,BCCZ,FCC,FCCZ四种仿晶格结构的FeCrNi中熵合金点阵结构材料,对其显微组织、力学性能及变形行为进行了系统研究。结果表明,采用SLM技术制备的FeCrNi中熵合金点阵结构节点搭接质量高,熔池交错堆叠致密,晶粒均匀细小。在相对密度相近时,BCC,FCC,BCCZ,FCCZ点阵结构的比强度和比能量吸收值依次升高。具有FCCZ点阵结构的FeCrNi中熵合金材料的比能量吸收值达到49.8 J·g^(-1),显著高于Ti6Al4V及316L不锈钢点阵材料。有限元模拟分析表明,Z型支柱的存在增加了点阵材料的表观强度和刚度,并导致变形行为由结点弯曲主导向拉轴向压缩主导转变,是FCCZ点阵结构强度提升的主要原因。 展开更多
关键词 选区激光熔化 中熵合金 点阵结构 力学性能
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NbC对增材制造FeCrNi中熵合金微观组织与力学性能的影响
15
作者 汪健 付遨 +4 位作者 谢仲豪 曹远奎 汪冰峰 刘彬 刘咏 《有色金属工程》 北大核心 2024年第12期220-226,共7页
通过球磨和增材制造工艺将NbC颗粒引入FeCrNi中熵合金基体中,研究了NbC颗粒的添加对合金微观结构和力学性能的影响。SEM、EBSD、TEM和拉伸测试等结果表明,引入NbC后,合金仍呈现与FeCrNi基体相似的熔池和胞状结构,但是晶粒尺寸发生显著细... 通过球磨和增材制造工艺将NbC颗粒引入FeCrNi中熵合金基体中,研究了NbC颗粒的添加对合金微观结构和力学性能的影响。SEM、EBSD、TEM和拉伸测试等结果表明,引入NbC后,合金仍呈现与FeCrNi基体相似的熔池和胞状结构,但是晶粒尺寸发生显著细化,同时析出了纳米级的NbC颗粒,在细晶和纳米颗粒的共同作用下,合金的强度发生显著提升,屈服强度和抗拉强度分别从680 MPa和847 MPa提升至1013 MPa和1259 MPa。 展开更多
关键词 增材制造 中熵合金 颗粒强化 力学性能
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时效Ni_(2)CoCr_(0.5)Si_(0.3)Al_(0.1)Ti_(0.1)中熵合金的力学行为和变形机理的研究
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作者 罗顺辉 常慧 +3 位作者 王强 张佳鑫 张团卫 王志华 《太原理工大学学报》 CAS 北大核心 2024年第3期465-473,共9页
【目的】设计了一种新型的Ni_(2)CoCr_(0.5)Si_(0.3)Al_(0.1)Ti_(0.1)中熵合金。【方法】在非等原子比Ni-Co-Cr基体的中熵合金中加入微量的Si、Al和Ti元素,并且通过不同温度的时效热处理进一步引入弥散的共格L12相沉淀。【结果】结果表... 【目的】设计了一种新型的Ni_(2)CoCr_(0.5)Si_(0.3)Al_(0.1)Ti_(0.1)中熵合金。【方法】在非等原子比Ni-Co-Cr基体的中熵合金中加入微量的Si、Al和Ti元素,并且通过不同温度的时效热处理进一步引入弥散的共格L12相沉淀。【结果】结果表明,700℃时效后的Ni_(2)CoCr_(0.5)Si_(0.3)Al_(0.1)Ti_(0.1)中熵合金具有最优异的力学性能,其屈服强度为783MPa,极限抗拉强度为1252MPa,伸长率为41.6%;相比退火处理样品,经过700℃时效处理使得合金的屈服强度提升了310MPa.分析合金在700℃时效样品的初始微观结构,可以确定合金中不仅存在共格的L12相结构,还有微量的金属间化合物Ni16Ti6Si7相。同时,由于高轧制量的冷轧变形和短时间的退火处理,在初始结构中发现微量的层错、纳米层错网格、Lomer-cottrell锁和位错钉扎现象的存在。其几何必需位错在拉伸过程中呈现出均匀分布,主要的变形模式以滑移为主,且具有层错结构,并没有发现变形孪晶。 展开更多
关键词 中熵合金 成分设计 时效处理 力学性能 析出强化 变形机理
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无Co型共晶中熵合金Cr_(2)FeNiNb_(X)和CrFe_(1.5)Ni_(1.5)Nb_(Y)的成分设计及其力学性能
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作者 薛云龙 康成麟 +6 位作者 冯娜 田康康 邵怡凡 袁亮 刘虎林 张新孟 伍媛婷 《陕西科技大学学报》 北大核心 2024年第4期118-125,141,共9页
为开发低成本、高性能共晶中熵合金材料,本研究基于元素半径、混合焓及简单共晶混合法,设计出无Co型共晶中熵合金Cr_(2)FeNiNb_(X)(X=0.4、0.59、0.8)和CrFe_(1.5)Ni_(1.5)Nb_(Y)(Y=0.4、0.5、0.61),采用真空非自耗电弧熔炼技术制备合... 为开发低成本、高性能共晶中熵合金材料,本研究基于元素半径、混合焓及简单共晶混合法,设计出无Co型共晶中熵合金Cr_(2)FeNiNb_(X)(X=0.4、0.59、0.8)和CrFe_(1.5)Ni_(1.5)Nb_(Y)(Y=0.4、0.5、0.61),采用真空非自耗电弧熔炼技术制备合金铸锭,通过XRD、EDS及SEM分析合金的显微组织,借助维氏硬度计、万能电子力学试验机测试合金的力学性能,最终探讨合金的组织转变机制及强韧化机理.研究结果表明,随着Nb含量增多,两个合金体系的显微组织均出现亚共晶→共晶→过共晶转变,其中Cr_(2)FeNiNb_(X)(X=0.4、0.59、0.8)的初生相由BCC固溶体向Laves相转变,而CrFe_(1.5)Ni_(1.5)Nb_(Y)(Y=0.4、0.5、0.61)的初生相由FCC固溶体向Laves相转变.Cr_(2)FeNiNb_(X)(X=0.4、0.59、0.8)的维氏硬度、断裂强度及断裂应变为726~822 HV、2 638~2 835 MPa和7.98%~9.22%,而CrFe_(1.5)Ni_(1.5)Nb_(Y)(Y=0.4、0.5、0.61)的维氏硬度、断裂强度及断裂应变为359~460 HV、1 880~2 115 MPa和20.48%~25.65%.其中,CrFe_(1.5)Ni_(1.5)Nb_(0.4)具有良好的强韧性配合,其断裂强度高达2 110 MPa,同时断裂应变维持在24.25%,合金优异的强韧性源于Laves相强化、界面强化、固溶强化、第二相增韧、合金化增韧等多种强韧化协同机制. 展开更多
关键词 共晶中熵合金 LAVES相 显微组织 力学性能
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两种不同加工状态CrCoNi中熵合金的微观组织和力学性能研究
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作者 来至 朱忠尹 +1 位作者 陈民 苟国庆 《热加工工艺》 北大核心 2024年第8期69-74,共6页
中熵合金是近年来材料研究的热点,一般对中熵合金采用“铸造-轧制-热处理”的加工工艺。采用XRD、金相显微镜、万能试验机、扫描电镜对铸态、轧制+热处理的CoCrNi中熵合金的金相组织、硬度、室温、低温(77 K)力学性能以及拉伸断口进行... 中熵合金是近年来材料研究的热点,一般对中熵合金采用“铸造-轧制-热处理”的加工工艺。采用XRD、金相显微镜、万能试验机、扫描电镜对铸态、轧制+热处理的CoCrNi中熵合金的金相组织、硬度、室温、低温(77 K)力学性能以及拉伸断口进行分析。结果表明:对铸态CoCrNi合金轧制+热处理,两种不同状态合金均稳定保持面心立方(FCC)相,其中铸态组织为典型的树枝晶,但是无明显第二相存在,轧制+热处理对铸态组织有明显的细化和均匀化作用,对材料的拉伸强度和硬度有明显提升。两种不同加工状态的合金在低温下拉伸性能均发生明显提升,其中轧制后热处理中熵合金在液氮温度下抗拉强度达到1262.9 MPa、拉伸延伸率能达到89.6%,且两种状态下中熵合金在不同温度下均发生塑性断裂。在室温下CoCrNi合金的塑性变形行为以滑移为主,低温下CoCrNi合金塑性变形行为以孪生为主。 展开更多
关键词 CoCrNi中熵合金 轧制+热处理 低温拉伸性能 抗拉强度 拉伸伸长率
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面心立方中熵合金强韧化及力学性能研究进展 被引量：2
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作者 张彪 张明赫 +2 位作者 季泽 曹炜鹏 冯运莉 《精密成形工程》 北大核心 2024年第8期197-211,共15页
中熵合金是由3种主要元素组成的新型金属材料,具有高强度、高硬度、良好的高温抗软化性能、较高的低温韧性和丰富的设计性等优异性能,在诸多领域均具有广泛的应用前景,受到国内外学者的高度重视。然而,为了满足高精尖领域对高性能材料... 中熵合金是由3种主要元素组成的新型金属材料,具有高强度、高硬度、良好的高温抗软化性能、较高的低温韧性和丰富的设计性等优异性能,在诸多领域均具有广泛的应用前景,受到国内外学者的高度重视。然而,为了满足高精尖领域对高性能材料日益增长的需求,面心立方中熵合金的强度仍有巨大的提升空间,需要通过合金设计和制备工艺来调控强韧化机制。中熵合金力学性能的提升已从单一的强韧化机制,转向综合运用多种强韧化机制的协同作用,中熵合金应用的温度范围也由室温拓展到高温和低温环境。为了研究设计兼具高强度与高塑韧性的中熵合金。首先归纳了面心立方中熵合金的强韧化机理(固溶强化、形变强化、细晶强化、第二相强化、异质形变诱导(HDI)强化)以及变形机制(位错、孪晶、短程有序)对力学性能的影响,同时概括了中熵合金独有的特性。其次总结了中熵合金与传统合金在极端环境(高温和低温)下的力学性能并进行对比。最后对未来面心立方中熵合金强韧化研究和发展方向进行了展望。 展开更多
关键词 中熵合金 强韧化机理 变形机制 力学性能 极端环境
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汽车用不锈钢表面激光熔覆CoCrNi中熵合金熔覆层微观组织及耐蚀性研究 被引量：1
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作者 曾东保 何毅鹏 廖文宇 《矿冶工程》 CAS 北大核心 2024年第3期145-148,155,共5页
为提升车用304不锈钢的表面硬度及耐蚀性,采用激光熔覆技术在304不锈钢表面制备了CoCrNi中熵合金熔覆层,并研究了熔覆层的相组成、元素分布及耐蚀性能。结果表明,CoCrNi中熵合金熔覆层与基体形成了良好的冶金结合,无裂纹、气孔等缺陷;... 为提升车用304不锈钢的表面硬度及耐蚀性,采用激光熔覆技术在304不锈钢表面制备了CoCrNi中熵合金熔覆层,并研究了熔覆层的相组成、元素分布及耐蚀性能。结果表明,CoCrNi中熵合金熔覆层与基体形成了良好的冶金结合,无裂纹、气孔等缺陷;熔覆层由单一FCC相组成,组织为枝晶、枝晶间结构,各元素在熔覆层中均匀分布,无明显偏析现象,Cr元素的均匀分布对提升涂层耐蚀性具有积极作用;CoCrNi中熵合金熔覆层的极化电阻(101.65 kΩ)高于304基体的极化电阻(90.56 kΩ),耐蚀性明显高于304基体。 展开更多
关键词 高熵合金 熔覆层 表面处理 激光熔覆 CoCrNi 中熵合金 耐蚀性 304不锈钢 汽车用材料
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