Al、Ti对CoCrNi多主元合金微观组织及力学性能的影响

摘要

多主元合金作为一种新型合金材料，其设计理念打破了传统合金单一主元的设计框架，一般指具有三种或以上的主元按等原子比或接近等原子比形成的合金。与传统合金相比具有许多优异的性能，如高硬度、高强度、耐腐蚀性能以及高温抗氧化性能等。
　　本文利用真空电弧熔炼炉制备了AlxCoCrNi(x=0，0.1，0.2，0.3，0.4，0.5，0.6，0.8，1和1.2，简记为Al-x)系多主元合金和TixCoCrNi(x=0，0.1，0.2，0.3，0.4，简记为Ti-x)系多主元合金。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、材料力学性能试验机和维氏硬度计等来研究Al、Ti含量对合金的微观组织以及力学性能的影响，其中AlxCoCrNi系多主元合金进行室温拉伸性能测试，TixCoCrNi系多主元合金进行室温压缩性能测试。
　　铸态AlxCoCrNi系多主元合金随着Al含量的增加逐渐由单一的FCC(面心立方固溶体)结构固溶体转变成FCC+BCC(体心立方固溶体)结构固溶体，并最终为单一的BCC结构固溶体。当0≤x≤0.6时，随着Al含量的增加，合金的强度得到提高而塑性则发生恶化；当x=0.6时，此时合金的屈服强度、拉伸强度以及延伸率分别为544MPa、1109MPa和14%；当0.8≤x≤1.2时，此时合金为脆性材料。同时，合金的硬度也随着Al含量的增加而增加，当x=1.2时硬度达到最大值，为659HV。
　　铸态TixCoCrNi系多主元合金随着Ti含量的增加，先在FCC基体上析出Ti-Ni富集相，随后又析出C r富集相。合金的屈服强度随着Ti含量的增加先升高后下降，当x=0.3时达到最大值1712.6MPa。在塑性方面，合金Ti-0、Ti-0.1和Ti-0.2均为良好的塑性材料，合金Ti-0.3和Ti-0.4的压缩率分别为13.6%和27.9%。合金的硬度则随着Ti含量的增加而增加，当x=0.4时硬度达到最大值，为608HV。

目录

声明

第1章 绪 论

1.1 课题目的和意义

1.2 多主元合金形成固溶体的理论

1.3 多主元合金的组织结构与性能特点

1.4 FeNiCoCrMn系多主元合金研究概况

1.5 Al、Ti、Cu等对多主元合金的影响

1.6 多主元合金的前景及应用

1.7 主要研究内容

第2章 实验方案及研究方法

2.1 合金成分设计及实验方案选定

2.2 合金试样制备

2.3 显微组织和相结构分析

2.4 室温力学性能测试

第3章 Al对CoCrNi多主元合金微观组织及室温力学性能的影响

3.1铸态AlxCoCrNi多主元合金XRD结果分析

3.2铸态AlxCoCrNi多主元合金SEM及EDS结果分析

3.3 铸态AlxCoCrNi多主元合金室温力学性能

3.4 机理分析

3.5 本章小结

第4章 Ti对CoCrNi多主元合金微观组织及室温力学性能的影响

4.1 铸态TixCoCrNi多主元合金XRD结果分析

4.2 铸态TixCoCrNi多主元合金SEM及EDS结果分析

4.3 铸态TixCoCrNi多主元合金室温力学性能

4.4 机理分析

4.5 本章小结

第5章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

致谢

参考文献