热处理对剧烈变形态高熵合金FeNiCoMoV的微观组织和力学性能的影响

摘要

本文采用FeNiCoMoV高熵合金探究其在退火过程中的微观组织和力学性能的演变，得出了FeNiCoMoV高熵合金的热稳定性。首先对FeNiCoMoV高熵合金进行90％轧制变形处理和高压扭转(HPT)处理，随后对两种变形状态的FeNiCoMoV高熵合金进行了退火处理，退火处理的条件是分别在400℃、600℃、700℃和800℃保温1h，测定观察变形态退火后的力学性能和微观组织形貌，研究了退火过程的力学性能和组织演变规律，并比较了其热稳定性。 实验结果表明:变形态高熵合金相对于原始铸态FeNiCoMoV高熵合金的硬度提升了近三倍，HPT态的硬度高于90％轧制态，变形之后的晶粒尺寸都不均匀;在变形过程中会生成变形孪晶，没有发生相变和成分偏析现象。 90％轧制态和HPT态FeNiCoMoV高熵合金的再结晶温度都为600℃。当温度低于600℃时，主要发生回复过程，伴随着温度的升高，硬度轻微上升，硬度上升的主要原因是位错源的消失造成可动位错的数量减少以及位错回复生成位错壁对可动位错的运动具有阻碍作用;当温度高于600℃时，主要发生再结晶和晶粒长大过程，硬度剧烈下降。 在回复过程中，变形晶粒的形态不会明显改变，主要发生位错回复，存在明显的织构现象，孪晶的形态不发生改变，变形孪晶的宽度为50nm，孪晶界互相平行;在再结晶过程中，在变形程度大的区域先形核长大，逐渐吞噬周围储能低的晶粒，退火孪晶在再结晶过程形成。 与再结晶温度为140℃的纯Ni相比，FeNiCoMoV高熵合金的再结晶温度为600℃，多元合金化明显提高再结晶温度;与同样HPT处理的CoCrFeMnNi和AlCoCrFeNi高熵合金相比，FeNiCoMoV具有更高的再结晶温度，拥有更好的热稳定性。

目录

声明

摘要

1绪论

1．1高熵合金概述

1．1．1高熵合金的发展进程

1．1．2高熵合金的制备

1．1．3高熵合金的性质

1．1．4高熵合金的研究现状

1．1．5高熵合金的应用前景

1．2轧制变形简介

1．3高压扭转简介

1．4热处理对高熵合金的影响

1．4．1高熵合金的动力学过程

1．4．2微观组织和力学性能的演变

1．5本课题研究意义与内容

2实验材料和实验方法

2．1实验材料

2．2变形态高熵合金的制备

2．2．1变形前热处理

2．2．2轧制变形处理

2．2．3 HPT变形处理

2．2．4变形处理后的热处理

2．3材料表征与测试

2．3．1材料元素分布测定

2．3．2显微硬度测试

2．3．3材料显微组织金相观察

2．3．4 X射线衍射分析

2．3．5 TEM显微组织观察

3热处理对90％轧制FeNiCoMoV高熵合金的微观组织和力学性能的影响

3．1．1轧制态FeNiCoMoV高熵合金的金相组织观察

3．1．2 轧制态FeNiCoMoV高熵合金的显微组织观察

3．1．3轧制态FeNiCoMoV高熵合金的力学性能

3．2．1轧制退火态EDS能谱分析

3．2．2轧制退火态XRD演变分析

3．2．3轧制退火态金相演变分析

3．2．4轧制退火态微观组织演变分析

3．2．5轧制退火态力学性能演变

3．3本章小结

4热处理对HPT态FeNiCoMoV高熵合金的微观组织和力学性能的影响

4．1．1 HPT态FeNiCoMoV高熵合金的金相组织观察

4．1．2 HPT态FeNiCoMoV高熵合金的显微组织观察

4．1．3 HPT态FeNiCoMoV高熵合金的力学性能

4．2 热处理对HPT态FeNiCoMoV高熵合金的微观组织和力学性能的影响

4．2．1 HPT退火态EDS能谱分析

4．2．2 HPT退火态XRD演变分析

4．2．3 HPT退火态金相演变分析

4．2．4 HPT退火态微观组织演变分析

4．2．5 HPT退火态力学性能演变

4．3本章小结

5 FeNiCoMoV高熵合金性能分析

5．1硬度分析

5．2 FeNiCoMoV高熵合金热稳定性分析

5．3本章小结

6结论

致谢

参考文献

附录