粉末冶金超细晶FeCoCrMn%28Ni%29高熵合金的显微组织与力学性能

《粉末冶金超细晶FeCoCrMn%28Ni%29高熵合金的显微组织与力学性能》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、硕士学位论文粉末冶金超细晶FeCoCrMn(Ni)高熵合金的显微组织与力学性能作者姓名张进福学科专业材料加工工程指导教师李元元教授所在学院机械与汽车工程学院论文提交日期2018年4月MicrostructureandMechanicalPropertiesofUltrafine-grainedFeCoCrMn(Ni)HighEntropyAlloysPreparedbyPowderMetallurgyADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate

2、:ZhangJinfuSupervisor:Prof.LiYuanyuanSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China分类号：TF124学校代号：10561学号：201520101554华南理工大学硕士学位论文粉末冶金超细晶FeCoCrMn(Ni)高熵合金的显微组织与力学性能广东省科技计划项目（公益研究与能力建设专项资金）（No.2015A010105011）作者姓名：张进福指导教师姓名、职称：李元元、教授申请学位级别：工学硕士学科专业名称：材料加工工

3、程研究方向：材料制备、成形及计算机应用论文提交日期：2018年4月15日论文答辩日期：2018年5月26日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：杨超（教授）委员：龙雁（教授）李小强（教授）刘允中（教授）王智（教授）摘要高熵合金与传统合金相比具有高强度、高硬度、高耐磨性等一系列优异性能，是金属材料领域中一个重要的研究方向。FeCoNiCrMn系高熵合金易于形成具有简单FCC结构的固溶体合金，是高熵合金领域的重点研究对象。本文采用粉末冶金法制备了FeCoCrMn(Ni)高熵合

4、金，主要研究内容如下：研究了FeCoNiCrMn五元高熵合金和Fe50Co10Cr10Mn30四元高熵合金粉末在机械合金化过程中的合金化行为。球磨40h后，两种合金粉末的机械合金化过程基本完成，均获得了单相FCC结构的高熵合金粉末，它们的晶格常数分别为3.6047Å和3.6078Å，晶格畸变分别为0.63%和0.58%，平均晶粒尺寸分别细化至15nm和16nm。DSC结果表明，球磨40h的FeCoNiCrMn高熵合金合金粉末在294ºC和435ºC有新相析出。研究了烧结温度对FeCoNiCrMn高熵合

5、金显微组织和力学性能的影响。合金的显微组织均由无序FCC结构的基体和少量的弥散颗粒（含Cr和Mn的碳化物或氧化物）组成。随着烧结温度的升高，合金块体的相对密度显著提升；基体的平均晶粒尺寸逐渐增大；弥散颗粒的尺寸逐渐增大；基体中的位错密度逐渐减少、孪晶组织的片层厚度有所增大。烧结温度升高使该合金的压缩屈服强度逐渐降低，抗压强度和塑性应变显著提升；显微硬度逐渐降低。900ºC烧结合金的基体平均晶粒尺寸为588nm，屈服强度为1156MPa，塑性应变为42%，显微硬度为360HV，表现出最佳综合力学性能。研

6、究了烧结温度对Fe50Co10Cr10Mn30高熵合金显微组织和力学性能的影响。合金的显微组织均由无序FCC结构的基体和少量细小的弥散颗粒（含Mn的氧化物或碳化物）构成。随着烧结温度的升高，合金块体的孔隙率大幅减小；基体的平均晶粒尺寸逐渐增大；弥散颗粒的尺寸逐渐增大。烧结温度升高使该合金的压缩屈服强度逐渐降低，抗压强度和塑性应变明显提升；合金的压缩断裂方式为微孔聚集型断裂，断口形貌由等轴韧窝转变为撕裂韧窝，韧窝尺寸逐渐增大且更加均匀，深度更深；显微硬度逐渐减小。900ºC烧结合金的基体平均晶粒尺寸为2

7、85nm，屈服强度为1299MPa，塑性应变为17%，显微硬度为399HV，表现出最佳综合力学性能。研究了Fe含量(20~60%)对FeCoNiCrMn高熵合金显微组织和力学性能的影响。提高Fe含量对合金的相组成和显微组织没有明显影响，合金的显微组织均由FCC结构的基体和弥散颗粒（含Cr和Mn的碳化物或氧化物）组成。随着Fe含量的升高，合金I块体的孔隙率有一定程度的增大；合金基体组织的平均晶粒尺寸从588nm减小至401nm；合金的压缩屈服强度逐渐降低，塑性应变有小幅提升，抗压强度始终稳定在较高水平；

8、拉伸屈服强度不断下降，延伸率比较稳定，断裂方式均表现为微孔聚集型断裂。关键词：高熵合金；粉末冶金；显微组织；力学性能IIAbstractHighentropyalloys(HEAs),whichhasaseriesofpromisingpropertiescomparedwithtraditionalalloys,suchashighstrength,highhardness,highwearresistance,etc,isanimportantres