选区激光熔化共晶高熵合金凝固行为

摘要

采用选区激光熔化技术(SLM)制备了Fe_(23.3)Co_(25.1)Cr_(18.8)Ni22.6Ta_(8.5)Al_(1.7)共晶高熵合金,研究了工艺参数对凝固组织演化的影响。结果表明:SLM产生的高过冷度是影响共晶高熵合金组织形态变化的主要因素。通过计算共晶和枝晶生长速率与过冷度的关系,发现当过冷度∆T>129 K时,面心立方(FCC)相枝晶的生长速率将超过共晶生长,共晶高熵合金凝固组织转变为以FCC相为主的枝晶生长。共晶高熵合金FCC相生长的绝对稳定性临界速率约为850 mm/s,凝固组织主要通过树枝状生长。SLM工艺特有的热循环特征造成熔池搭接区富Ta,贫Fe、Cr,这是由于Ta元素与Fe、Cr较低的混合焓引起凝固时Ta对Fe、Cr的排斥。