FeCrNiMnZrx高熵合金组织与力学性能研究

摘要

Fe27 Mn27 Ni28 Cr18高熵合金具有优异的耐腐蚀性和抗辐照性,但其屈服强度较低.为提高合金的强度,采用真空电弧熔炼炉制备了FeCrNiMnZrx(x=0,0.02,0.03,0.07)高熵合金,并对其组织及力学性能进行表征分析.研究结果表明:FeCrNiMn合金的铸态组织由富Ni、Mn的FCC基体和富Cr的片状BCC相组成.当添加相对含量x=0.02的Zr元素时,FeCrNiMnZr0.02合金中富Cr的BCC相呈短细条状或花边状,有少量小片状或短条状的Ni11 Zr9化合物析出,合金强度和硬度同时升高,具有最佳的综合力学性能.随着Zr添加量的进一步增加,合金中富Cr的BCC相逐渐减少,而枝晶间析出的Ni11 Zr9化合物量逐渐增多,形态也变为长链条状乃至完全网状,合金的屈服强度和硬度升高,但断后延伸率大幅下降.断口分析发现,随Zr含量增加,合金的断裂机制由以韧窝为主的韧性断裂逐渐转变为以解理台阶为主的脆性断裂.