液态置氢对tizrnbhf0.5mo0.5基难熔高熵合金组织与性能的影响

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1、硕士学位论文液态置氢对TiZrNbHf0.5Mo0.5基难熔高熵合金组织与性能的影响EFFECTOFMELTHYDROGENATIONONMICROSTRUCTUREANDMECHANICALPROPERTIESOFREFRACTORYTiZrNbHf0.5Mo0.5MATRIXHIGH-ENTROPYALLOYS刘小东哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：TG146.4+1学校代码：10213国际图书分类号：669密级：公开工学硕士学位论文液态置氢对TiZrNbHf0.5Mo0.5基难熔高熵合金组织与性能的影响硕士研究生：刘小东导师：王亮副教授申

2、请学位：工学硕士学科：材料加工工程所在单位：材料科学与工程学院答辩日期：2018年06月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TG146.4+1U.D.C:669DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringEFFECTOFMELTHYDROGENATIONONMICROSTRUCTUREANDMECHANICALPROPERTIESOFREFRACTORYTiZrNbHf0.5Mo0.5MATRIXHIGH-ENTROPYALLOYSCandidate：LiuXiaodongSupervis

3、or：Prof.WangLiangAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MaterialsProcessingEngineeringAffiliation：SchoolofMaterialsScienceandEngineeringDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要基于难熔元素的难熔高熵合金一经提出就凭借独特的组织性能一跃成为

4、高温结构材料研究中的热点，但是难熔高熵合金的室温低塑韧性等劣势严重制约着其应用前景。为了解决难熔高熵合金低塑韧性的问题并开发新型高强高韧难熔高熵合金，本文利用电弧熔炼液态置氢的方式制备了含氢TiZrNbHf0.5Mo0.5和TiZrNbHf0.5Mo0.5C0.2两种高强度难熔高熵合金，并研究了液态置氢对其显微组织和机械性能的影响规律和作用机制机理。首先研究了两种难熔高熵合金的吸氢行为，两种合金中的氢含量均随着合金置氢分压的升高而升高，且氢元素在合金中以原子形态存在并且分布均匀；置氢和未置氢的TiZrNbHf0.5Mo0.5难熔高熵合金均由单一无序的BC

5、C相组成，置氢和未置氢的TiZrNbHf0.5Mo0.5C0.2难熔高熵合金都是由BCC相和FCC相组成，置氢不改变高熵合金的相组成和晶体结构，但是会提高合金的晶格畸变；液态置氢前后两种合金的相都具有很高的结构稳定性。置氢使TiZrNbHf0.5Mo0.5难熔高熵合金的成分分布更加均匀，并对枝晶起到细化的作用；置氢增加了TiZrNbHf0.5Mo0.5C0.2难熔高熵合金基体与增强相之间的成分差异，并使Zr元素产生了少量的偏析；液态置氢小幅增加增强相的平均尺寸。另外，置氢增加了增强相粒子分布的不均匀性，随着氢分压的升高，合金中的增强相的形态分布由均匀分布

6、到偏聚后的长串状分布。研究发现液态置氢能够显著提升TiZrNbHf0.5Mo0.5难熔高熵合金的塑韧性，可以通过液态置氢工艺可以获得高强度和高塑韧性结合的高性能TiZrNbHf0.5Mo0.5难熔高熵合金；置氢会降低TiZrNbHf0.5Mo0.5C0.2难熔高熵合金的屈服强度，但是可以通过固溶强化微量提升TiZrNbHf0.5Mo0.5C0.2难熔高熵合金的峰值强度。液态置氢会小幅度降低TiZrNbHf0.5Mo0.5和TiZrNbHf0.5Mo0.5C0.2难熔高熵合金的硬度，液态置氢可以有效提高TiZrNbHf0.5Mo0.5和TiZrNbHf0.

7、5Mo0.5C0.2难熔高熵合金的高温压缩强度，但是不影响高温塑韧性。置氢可以提高TiZrNbHf0.5Mo0.5难熔高熵合金热塑性变形后动态再结晶的形成能力。研究了氢致TiZrNbHf0.5Mo0.5难熔高熵合金强韧化机理。在低应变量下变形，裂纹在高密度位错集中区域萌生长大是未置氢合金的断裂失效机理；而置氢降低了合金在塑性变形过程中裂纹的数量和位错密度。冷变形过程中氢原子对过饱和空位的形成的阻碍作用从而延缓空位崩塌是置氢TiZrNbHf0.5Mo0.5难-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文熔高熵合金增塑的内部机理。而在较高应变量下变形时，置氢合金在较大

8、塑性变形量下的变形机理由滑移变形过渡到孪晶变形。氢诱发了孪晶的形成从而使某些原来