AlCoCrCuFeNi_x高熵合金微观组织及性能的研究.pdf

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1、2012年第1期大众科技No．1，2012(总第149期)DAZHONGKEJI(CumulativelyNo．149)AIOoOrOuFeNi_x高熵合金微观组织及·l,士／4-~月匕B的研究欧子义(广西有色再生金属有限公司，广西梧州543002)【摘要】选取A1、co、cr、cu、Fe、Ni六种常用的金属元素，通过改变Ni的摩尔含量研究该系列高熵合金的微观组织及性能的变化规律。采用氩气保护真空电弧炉熔炼合金．再运用OM、GEM、EDS、XRD等手段对铸态高熵合金进行微观组织及相结构的分析，再对合金的硬度进行测试研究，探讨几者之间的关系。【关键词】高熵合金；微观组织；硬度【中图分类号

2、】TQ153．1【文献标识码】A【文章编号】1008—1151(2012)01-0049—03ThestudyofmicrostructureandpropertiesofAICoCrCuFeNixhighentropyalloy．——Abstract：Thepaperselectedsixcommonly—usedmetalsofAI，Co，Cr,Cu，FeandNitostudythemicrostmctureandmechanicalpropertyofthisseriesofhigh—entropyalloybychangingthemolarconcentrationofNi

3、．Theresearchareusingvacuumarcfurnace，OM，SEM，EDS，XRDandotherwaystoprobedeeplyintotherelationshipofmicrostructureandmechanicalpropertyofthehigh—entropyalloy．度硬均平的表1比分一_一1。Keywords：High—EntropyAlloy；Microstructure；Hardness1前言值一多主元高熵合金是近年来兴起的一种新型合金材料，它ⅣC(3．二互一：～的最大特点是突破了传统合金只以一种或两种金属元素为主的设计框架，发展出一种全

4、新的合金。本文选取Al、Co、ClM一¨¨cr、cu、Fe、Ni六种常用的金属元素，通过改变Ni的摩尔含N_一一量X=0．5、0．8、1．0、1．2、1．5)研究该系列合金的微观组织熵高_一一mt及性能的变化规律。合一一2AICoCrCuFeNi_x的微观组织及性能分析金一一的一¨2．1AICoCrCuFeNi05原素元●．一={一¨图2-1c&d为该合金在王水中浸蚀后的铸态组织金像照予-一片。从照片中可以看出该合金为典型的简单树枝晶和枝晶间含一两相组织，其枝晶生长非常致密，并且分布十分均匀。量一_'J图2一la为A1CoCrCuFeNi高熵合金的扫描照片，通过EDS能谱分析(表2-1

5、)后发现在A点处Cu的原子含量高达65．53％，而在13点的含量仅为11．2％，根据吉布斯自由能公式进行判定，A点为枝晶问，B点为树枝晶，并形成简单相和金属间化合物。通过合金XRD图(图2一Ib)和PDF卡片的对比，可以清晰的看到该合金的微观结构主要由FCC晶格结构的cuNi和AICu固溶体组成，少量BCC晶格结构的简单固溶体和离散态的元素co、cr、cu游离期间，合金中还存在微量原始晶格结构的金属间化合物，flWNiFe和AlCo等。经维氏硬度试验测得合图2—1a、电镜扫描照片b、XRD衍射图谱c&d、铸态金相组织【收稿日期】201卜lO一24【作者简介】欧子义，供职于广西有色再生金

6、属有限公司技术发展部，硕士，研究方向为有色金属新材料。．49．(—Y—A10。◆一0一A120●～d—A1203)3结论2．5降温催化剂对相变的影响(1)随着除钠剂用量的增加，煅烧后样品中Na。0含量向前驱体氢氧化铝中添加一定量的降温催化剂，然后分呈下降趋势，除钠剂的添加量为5％左右时，Naz0质量百分比别在终点温度105O℃和1100"C保温2h，将得到的产物进行含量降到了0．6～0．7之间。XRD分析，其XRD图谱如下图7、图8所示(2)氢氧化铝在烧结过程中的相变过程为：A1(oH)。一A100H—Al20。(无定型)一Y—AI20a一0一AI20一a—AI20s。(3)在A1(O

7、H)。中添加Q-AI0。晶种，增加了氧化铝相变过程中n—AI0的形核密度，降低了其在形核过程中的形核势垒，因此降低了Q-At03的相变温度，但降低温度的幅度不大(5O℃)。(4)在A1(oH)。中引入降温催化剂后，在终点温度l100℃保温2h便得到结晶非常完全的Q—AIz0，即降温催化图71050~C保温2h所得产物的XRD图81lOOqC保温2h所得产物的XRD剂A能有效促进氧化铝煅烧过程中的相变，且能较大幅度(100~C)的地降低了q-At