CuAgAlFeNi高熵合金的微观组织和性能.pdf

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1、CuAgA1FeNi高熵合金的微观组织和性能／周源等·115·CuAgAIFeNi高熵合金的微观组织和性能周源，张伟强，吴兴财(1沈阳理工大学材料科学与工程学院，沈阳110159；2重庆市特种设备检测研究院，重庆401121)摘要利用真空电弧炉熔炼CuAgA1FeNi高熵合金。分析表明：合金由FCC+BCC相组成。合金中存在的严重的密度偏析，导致合金的铸态组织分为亚共晶层和固溶体层。亚共晶层由固溶少量A1的初晶Ag和(Cu-Ag)共晶组成。固溶体层则由Al、Fe、Ni和少量Cu形成的固溶体胞晶组成，在胞晶中还存在着与亚共晶层组织相同、成分相近的“共晶球”。固溶体的硬度为H

2、K452．2，共晶层的熔点为805℃，硬度为HK160．4。关键词高熵合金显微组织分层熔点中图分类号：TG151；TG156．2文献标识码：AMicrostructureandPropertiesofCuAgAIFeNiHigh—entropyAlloyZHOUYuan，ZHANGWeiqiang，WUXingcai(1SchoolofMaterialsScienceandEngineering，ShenyangLigongUniversity，Shenyang110159；2ChongqingSpecialEquimentInspectionInstitute，Chon

3、gqing401121)AbstractTheCuAgAIFeNihighentropyalloy(HEA)wassynthesizedbythearc-meltingandwasdeterminedtobeformedofBCCandFCC．Theas-castingotwasdividedintohypoeutecticlayer(1ower)andsolidsolutionlayer(upper)becauseofthegravitysegregation．ThemierostructureofthehypoeutecticlayerwasproeutecticAg

4、and(Cu-Ag)eutectic，andthesolidsolutionlayerwascomposedofcellularcrystalwhichhadamulti—elementmixtureofA1，Fe，NiandfewCu．Thesolidsolutionlayerwasseentohaveasmallfractionofglobule-likestructure，whichhadacompositionsimilartothehypoeutecticlayer．Furthermore，thehardnesswasHK452．2tothesolidsolut

5、ion，andHK160．4totheproeutecticAThemeltingpointofthehypoeutecticlayerwasalsodetected，whichwas805℃．Keywordshigh-entropyalloy，microstructure，segregation，meltingpoint高熵合金自提出以来，就以其独特的组织结构、优异的350~400A，每个合金锭反复翻转熔炼4次以保证合金成分性能受到广泛关注。高熵合金的高熵效应能抑制金属间化均匀。采用Quanta600扫描电子显微镜对合金的形貌及相合物的形成，促使合金元素简单混合形成固溶

6、体组织[】]。同成分进行分析。采用日本理学D／max-2500PC型X射线衍时，高熵合金还具有迟滞扩散效应，能延缓析出物的形核与射仪(扫描范围为15～85。，步长为0．02mm)对合金的相结长大，有利于纳米相和非晶相的形成_】]。到目前为止，对高构进行分析。采用MVK—H3型显微硬度计检测材料的显微熵合金的研究主要以Co、Cr、Fe、Ni四种常见金属元素为主，硬度，载荷为200g，负载时间为15S，每个试样分别取5个不添加Al、Si、Cu、Ti、V、Mo、Mn、Nb和Zr等元素组成五元或同位置采点，取其平均值。五元以上高熵合金，并研究合金的微观组织和物化性能[2-9]，2

7、结果与讨论取得了较多的成果。在理论方面，张勇等_1“]利用统计学原理分析了现有高熵合金体系，得到了形成高熵合金固溶体的2．1宏观分析热力学条件，但仍无法系统解释高熵合金的形成机理。本实图1为CuAgA1FeNi高熵合金的铸锭宏观组织，图中显验主要研究了CuAgA1FeNi高熵合金的铸态组织和性能，为示合金分为分界明显的u和L2两层，其中Ll层随机分布高熵合金形成理论的研究提供参考。着大小不均匀的球状结构A。2．2Ⅺ分析1实验图2为u层和L2层的X射线衍射图谱，表明u层主采用Cu、Ag、Al、Fe、Ni为原材料(纯度均在99．9