高熵合金

摘要： 本工作目的为研究硼铁粉含量对45钢表面激光熔覆AlCoCrFeNi高熵合金涂层组织和性能的影响。利用激光熔覆技术在45钢基材表面制备了不同含量硼铁粉的AlCoCrFeNi高熵合金涂层,对涂层表面形貌、微观组织及截面形貌进行对比分析,并测定硬度及耐磨性。结果显示:添加适量的硼铁粉能够改善AlCoCrFeNi涂层表面质量,细化组织。当添加3%~4%(质量分数,下同)硼铁粉时,涂层表面质量提高;当硼铁粉含量为5%~6%时,涂层成型质量变差,裂纹增加并出现了少量根瘤组织。适量添加硼铁粉的AlCoCrFeNi高熵合金涂层较不加硼铁粉的涂层硬度和耐磨性都有明显提高。当硼铁粉含量为4%时,涂层获得最佳的表面形貌和较优异的显微硬度和耐磨性,涂层表面质量最佳,未出现明显的根瘤和裂纹。

摘要： 广东省科学院中乌焊接研究所、华南理工大学、美国达特茅斯学院等研究人员研究揭示面心立方晶体结构高熵合金强韧化机制。高熵合金由于优异的力学与物理化学性能受到了国内外学界的广泛关注,其复杂强韧化机制保障了高熵合金具有高加工硬化率与稳定塑性变形能力,可打破传统合金存在的强度-韧性关系倒置瓶颈。

摘要： 为了研究热处理对高熵合金组织和力学性能的影响,文中使用真空电弧熔炼制备了铸态AlCoCrFeNi高熵合金并加以800°C和1050°C退火处理,检测分析了合金的组织和压缩性能。研究结果表明:铸态合金组织为等轴晶形貌,等轴晶内部分为富含Ni和Al元素的树枝晶与富含Cr与Fe元素树枝晶间区域;800°C退火后合金呈现树枝晶形态,树枝晶间由于FCC相和σ相的析出导致调幅分解消失,合金的屈服强度增加、塑性降低;1050°C退火后合金呈现等轴晶形态,晶内存在部分粗化的调幅分解相,退火处理略微降低了合金的屈服强度、而合金的塑性得到了提高。

摘要： 针对现有铁素体钢在反应堆压力容器中抗压强度低与低温脆性高的问题,采用真空电弧熔炼法制备了系列Al_(x)FeNi_(2.5)CrMo高熵合金试样,并利用X射线衍射、扫描电子显微镜、能量散射谱以及力学性能测试等方式分析了Al含量对高熵合金微观结构和力学性能的影响.实验结果表明,制备的Al_(x)FeNi_(2.5)CrMo高熵合金主要由面心立方主相和少量的Laves相组成,其微观组织呈现出典型的树枝晶和枝晶间结构,且枝晶的分布均匀性随着Al含量的增加而变差;其抗压强度和抗拉强度随着Al含量的增加呈现出先增加后降低的趋势,当Al含量x=0.2时,高熵合金的抗压强度和抗拉强度达到最大值,分别为3984 MPa和795 MPa.

摘要： 采用粉末冶金法制备HEAp(AlCoCrFeNi)/AlSi12复合材料,用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)等微观检测方法研究复合材料的微观组织结构,用维氏硬度仪和拉伸试验机检测复合材料的硬度和抗拉强度。研究结果表明:本试验条件下复合材料中HEAp与基体Al界面结合良好,无微隙和夹杂,界面未见明显的反应层或扩散层;随着HEAp加入量的增加,复合材料的基体Al晶粒平均晶粒尺寸有所减小。加入HEAp的复合材料与未加入的相比,硬度、抗拉强度和延伸率均有所提高,其中,HEAp体积分数为7%的HEAp/AlSi12复合材料断后伸长率为5.1%,维氏硬度和抗拉强度分别为72.0HV和142 MPa,综合性能较好。

摘要： 目的 通过退火来提高等离子熔覆FeCoCrNiAl高熵合金涂层的耐磨性。方法 通过等离子熔覆技术在45号钢基体上制备了FeCoCrNiAl高熵合金涂层,并分别在500、800、1200°C温度下退火2 h。退火前后的涂层由XRD、能谱仪、扫描电镜、三维形貌仪、摩擦磨损试验机、硬度仪对其组织形貌及力学性能进行测试与表征。结果 退火前的FeCoCrNiAl熔覆涂层由BCC相和大量非稳态FCC相构成。经500°C退火后,涂层形成了单一BCC相;经800°C退火后,涂层中的BCC相开始转变并析出均匀分布的FCC相。以上两个涂层的硬度均处于较高水平,但受FCC相的影响,经400°C摩擦磨损30 min后,800°C退火后的涂层的耐磨性开始降低。而1200°C退火后,涂层中析出了大量棒状和不规则形状的富Fe-Cr相,导致其硬度和耐磨性显著降低,涂层的磨损更严重。结论 未退火的涂层和经500°C退火后的涂层的磨损机制主要为磨粒磨损,经800°C退火后的涂层属于磨粒磨损和粘着磨损机制,而1200°C退火后的涂层主要是疲劳磨损、磨粒磨损和粘着磨损。

摘要： 为了揭示退火处理对CuCrFeMnTiAl高熵合金组织和力学性能的影响,本文利用金相、SEM、XRD对退火组织进行了表征,利用压缩试验测试了退火后的力学性能。结果表明,铸态CuCrFeMnTiAl高熵合金在590°C退火后,除保留铸态密排六方(HCP)和面心立方(FCC)相外,还有体心立方(BCC)结构固溶体生成;退火温度升至955°C时,体心立方(BCC)结构又消失。铸态和退火态均为典型枝晶组织,随着退火温度的不同,除呈现树枝状外,还有圆棒状和近球状组织;随退火温度增高,枝晶尺寸有所增加。随着退火温度的升高,合金的断裂强度先升高后降低,750°C退火后可以达到1474.55MPa;断裂应变也随退火温度的升高先升高后降低,在955°C退火时达到最大值8.2%。研究结果说明,采用热处理得到适当的复相组织可以有效地提高高熵合金的强度、塑性和韧性。

摘要： 将Fe,Cr,Mn,Ni和Ti 5种金属纳米粉体经行星式球磨机混合后,采用真空熔铸法制备FeCrMnNiTi,FeCrMnNiTi_(0.5),FeCrMnNi 3种高熵合金。为研究这3种合金在NaCl溶液中的腐蚀行为,运用电化学工作站测定3种合金在质量分数为3.5%的NaCl溶液中的开路电位、极化曲线和交流阻抗,利用金相显微镜和扫描电镜对腐蚀后的合金进行微观组织观察。电化学测试结果表明:当FeCrMnNiTi合金的自腐蚀电位为-0.301 V时,FeCrMnNiTi_(0.5)合金的自腐蚀电位为-0.443 V;腐蚀产物形貌观察表明:FeCrMnNiTi_(0.5)以晶界腐蚀为主,另外2种合金以点蚀为主。由此得出结论:FeCrMnNiTi耐蚀性最好,FeCrMnNiTi_(0.5)耐蚀性最差;加入Ti可能造成了合金晶格畸变。

摘要： 文章以一种新型核电结构材料Fe_(33.5)Ni_(33.5)Cr_(15)Mn_(10)Al_(5)Ti_(3)高熵合金为研究对象,采用真空感应熔炼和真空自耗电弧熔炼复合冶炼方法制备合金,对其头尾切除百分比、元素烧损、相结构、显微组织和拉伸性能进行了研究,结果表明:Fe_(33.5)Ni_(33.5)Cr_(15)Mn_(10)Al_(5)Ti_(3)高熵合金头尾切除比为15.5%,比FeCrMnNi合金切除比小2.5%;FeCrMnNi合金和Fe_(33.5)Ni_(33.5)Cr_(15)Mn_(10)Al_(5)Ti_(3)合金的铸态组织均为典型的树枝晶结构,但FeCrMnNi合金的枝晶间析出相含量比Fe_(33.5)Ni_(33.5)Cr_(15)Mn_(10)Al_(5)Ti_(3)合金多;Fe_(33.5)Ni_(33.5)Cr_(15)Mn_(10)Al_(5)Ti_(3)合金的强度和塑性都比FeCrMnNi合金高,断后伸长率为23.5%。

摘要： 广东省科学院中乌焊接研究所、华南理工大学、美国达特茅斯学院等研究人员研究揭示面心立方晶体结构高熵合金强韧化机制。高熵合金由于优异的力学与物理化学性能受到了国内外学界的广泛关注,其复杂强韧化机制保障了高熵合金具有高加工硬化率与稳定塑性变形能力,可打破传统合金存在的强度-韧性关系倒置瓶颈。其中,共格纳米L12相强化的面心立方晶体结构高熵合金,具有优异的高温、常温、低温力学性能,其强韧化机制与塑性变形机制是目前的研究热点。

摘要： 作为一种全新的合金设计体系,多主元高熵合金具有高强度、高硬度、耐腐蚀、耐磨等优异的综合性能以及独特的电、磁性能,具有重要的学术研究意义和实际应用价值,已经成为目前材料领域的研究热点之一.本文重点介绍了铸造高熵合金现有的理论成果、微观组织结构、各种性能的研究现状,并对高熵合金已完成的研究工作总结.

摘要： 高熵合金的开发主要还是在于设计新的高熵合金体系以及其复合材料.其制备主要有块体、薄膜、涂层三大类合金.块体合金以粉末冶金和熔炼方法制备的报导居多,尤其对于高熵合金作为粘结相在硬质合金材料方面的应用,正成为近期研究的热点.为了对以高熵合金为粘结相的硬质合金复合材料进行更加系统的研究,本文详细论述了高熵合金的热力学、动力学、结构和性能特性,重点论述了对目前高熵合金硬质合金复合材料的研究进展,并对其进行了总结和展望.

摘要： 研究了TiZrHfScY,TiZrHfY两种不同成分的难熔高熵合金组织结构及力学性能方面的特点,并进行比较.结果表明,两种合金均为HCP基体相与金属间化合物组成的双相枝晶结构.由于部分组元之间混合焓较高,因此在组织内部发生了明显的成分偏析.在加入Sc元素之后,合金的组织会发生粗化,强度硬度会得到提升,其中维氏硬度由241上升到256,屈服强度于抗压强度分别由554MPa与1071MPa提升到720MPa与1375MPa,但塑性会有轻微的下降,压缩率由17.7％下降到15.7％.

摘要： 探讨退火对选择性激光熔化(SLM)高熵合金成形零件的影响.采用3D SystemsProX100型金属激光SLM成形设备,在不同工艺参数下制备CoCrFeNiMn试样,通过扫描电子显微镜和XRD设备对直接成形和退火处理后的试样成形质量进行观测与分析,对比700°C、900°C和1000°C下进行2h退火处理后成形试样的形貌、组织和显微硬度.退火处理可以显著改善成形过程中的成形缺陷;SLM成形组织以柱状树枝晶结构为主;退火处理后显微硬度明显增加,故退火可以明显提高SLM成形零件的力学性能.在900°C的退火温度下,成形试样的裂纹和孔隙缺陷最少,具有最佳的力学性能.

摘要： 在金属材料中添加其它元素来改善其性能的合金化方法在金属材料研发中已获得广泛应用,并成功研发出大量合金结构材料和合金功能材料.在这些合金材料中,常常以一种或二种金属元素为主,其它合金化元素为少量添加元素.在2004年,研究人员设计和研发出了一种无主要组元的等原子比或接近等原子比的新型金属材料——即无主组元合金或无基合金.因这种合金材料的混合熵远高于传统合金材料,又被称为高熵合金(High Entropy Alloy).这种合金常含有5种或以上的主要元素,且每种主要元素的原子百分比(或摩尔百分比)介于5％到35％之间,但多数组元接近等原子百分比.由于各组元含量接近时,合金中形成固溶体的混合熵较高,使得固溶体的吉布斯自由能较低,容易形成固溶体,并导致晶格出现大的畸变.在高熵合金问世不久研究人员便发现其具有很多特殊的力学性能和物理化学性能,因而受到了研究人员的高度关注和重视.特别是在2011年后,高熵合金研究在世界范围内已成为金属材料的研究热点之一.本文将简单介绍高熵合金的研究动态,探讨其发展和应用方向.

摘要： 研究了稀土元素Y对CoCrFeMnNi高熵合金的组织结构和电化学性能的影响.结果表明,随着Y含量的增加,CoCrFeMnNiYx(x=0,0.05,0.1,0.2)高熵合金的晶体结构由简单FCC固溶体向FCC固溶体和富Y相化合物转变.与此同时,合金的硬度提高,从120HV提高到229HV.极化曲线表明,在1M H2SO4溶液中,CoCrFeMnNiYx高熵合金的耐腐蚀性能力随Y含量的增加而降低.

摘要： 研究了CoCrFeMnNiLax(x=0,0.05,0.1,0.2)高熵合金的组织结构和电化学性能.结果表明,CoCrFeMnNiLax高熵合金的晶体结构由简单FCC固溶体和富La相化合物组成.与此同时,随着La含量的增加,合金的硬度越大,从120HV提高到229HV.极化曲线表明,在1mol H2SO4溶液中,CoCrFeMnNiLax高熵合金的耐腐蚀性能力随La含量的增加而降低.

摘要： 高熵合金是最近几年发展起来的一类具有很多特殊的物理、化学及力学特性,具有广阔的工业应用前景和研究意义的新型合金.大连理工大学李廷举教授学术团队率先提出了一种革命性的高熵合金设计思想，设计的新型高熵合金可以避免铸造大体积铸锭时发生的宏观和微观成分偏析，并具有良好的铸造性能，在普通铸造条件下获得的大体积铸锭中，便可以获得均匀细小的规则片层结构。设计的新型高熵合金大大减小了普遍发生在高熵合金中的晶格畸变，显著提高了高熵合金的塑性和可加工性的同时使高熵合金具有优异的综合机械性能。

摘要： 近年来,突破传统合金设计理念桎梏的高熵合金以其简单的结构、优异的性能被广泛关注.为获得由HCP结构Laves相与FCC结构固溶体构成的双相高熵合金，研究双相高熵合金强韧化机理，采用高纯Co、Cr、Fe、Ni、Ta作为原材料，采用真空电弧炉在氩气氛围中熔炼CoCrFeNiTa0.3高熵合金，在电磁搅拌作用下，反复翻转5次熔炼以保证成分均匀。采用x射线衍射仪、场发射扫描电镜、能谱仪、纳米压痕对其相结构、显微组织、微区化学成分、微观力学性能进行分析。Laves相与FCC固溶体的共晶组织的硬度为7.83GPa，杨氏模量为251.00;FCC固溶体的硬度为4.58GPa，杨氏模量为233.15。具有高度扭曲晶格结构的两种组织的载荷-位移曲线中均体现出较为明显的pop-in现象。

摘要： 高熵合金设计理念的提出为穿甲战斗部材料的开发提供了新思路.目前,针对高速冲击下这类合金响应行为的认识还有限,且现有合金体系强韧性匹配的不足也不能满足应用要求.本文以FCC高熵合金为基础,突破(近)等原子比设计理念,设计并制备出一种“高熵固溶体基体+共格纳米析出相”的新型合金,其屈服强度超过1800MPa,断后伸长率9％以上,且强度塑性可在很大范围内调整.反常应变率强化效应和高的绝热剪切敏感性,使其在穿靶时表现出自锐化特性,穿甲优势明显.结合钨高密度的特点,制成的钨/高熵复合材料,具有强度高、绝热剪切敏感的特性,同样显示出了穿甲优势.这些研究成果有望加速高熵合金在穿甲战斗部材料等领域的应用进程.

摘要： 本发明实施例公开了一种高熵合金组合物、高熵合金薄膜及高熵合金靶材和薄膜的制备方法，组合物包括Al、Cr、Ti、Gd和Zr；薄膜为通过组合物经真空熔炼和磁控溅射制得。本发明的实施方式具有如下优点：1、特定的原料种类之间的协同配合使最终得到的高熵合金薄膜具有优异的耐高温、抗腐蚀和高强度等优异性能；2、利用磁控溅射的方法，将铸态时晶态的AlCrTiGdZr合金转变成非晶态的薄膜，极大的提高了薄膜的致密性，减少了薄膜的缺陷，进一步提高薄膜的性能，使其具有更为广阔的应用前景；3、整个操作过程可以在室温下进行，且无污染排放物生成，使整个制备具有高效清洁的优点。

摘要： 本发明涉及金属材料技术领域，提供了一种共晶高熵合金丝材的制备方法及共晶高熵合金丝材，包括熔炼步骤，用于将原料熔炼并浇注至模具中；车削步骤，用于将浇注得到的棒材去除表层不均匀部分；轧制步骤，用于将经过车削步骤处理后的棒材进行热轧；第一拉拔步骤，用于将经过轧制步骤处理后的棒材进行在线加热并拉拔，形成第一丝材；第二拉拔步骤，用于将经过第一拉拔步骤处理后的第一丝材进行室温拉拔；退火步骤，用于将经过第二拉拔步骤处理的丝材加热处理后空冷至室温；本发明制得的AlCoCrFeNi2.1共晶高熵合金丝材直径均匀，表面连续无缺陷，内部组织均匀，并且具备强塑性及热稳定性。

摘要： 本发明涉及了金属合金成型和制造技术领域，提供了一种多丝等离子弧增材制造高熵合金设备及制造高熵合金的方法，其特征在于采用等离子弧为热源，熔化多丝焊丝，多丝焊丝通过绞合的组件进行配方绞合，本发明可通过改变绞丝的组成实心焊丝的成份来调节所制备高熵合金零部件的组合成分及性能；本发明突破了通过熔化金属粉末来进行高熵合金的增材制造，使用各种常见的合金丝材作为原料进行绞合均匀高熵合金的增材制造，使高熵合金的增材制造的成本大大降低，增材的效率大幅度提升。

摘要： 本发明提供了一种高熵合金粉末及其制备方法和一种高熵合金激光熔覆层及其制备方法，属于高熵合金技术领域。本发明提供了一种高熵合金粉末，化学成分按原子百分比计包括：Fe 10～40％、Al 13～20％、Cr 10～20％、Ti 14～25％和Zr 10～25％。本发明通过调控Fe、Al、Cr、Ti和Zr五种组元的比例设计制备高熵合金，通过控制五种组元的含量使得高熵合金具备优异的耐腐蚀性能。实验结果表明，采用本发明提供的高熵合金粉末制备的超高速激光熔覆涂层在3.5％NaCl溶液中腐蚀性能优于316不锈钢。

摘要： 本发明实施例公开了一种高熵合金组合物、高熵合金薄膜及高熵合金靶材和薄膜的制备方法，组合物包括Al、Cr、Ti、Gd和Zr；薄膜为通过组合物经真空熔炼和磁控溅射制得。本发明的实施方式具有如下优点：1、特定的原料种类之间的协同配合使最终得到的高熵合金薄膜具有优异的耐高温、抗腐蚀和高强度等优异性能；2、利用磁控溅射的方法，将铸态时晶态的AlCrTiGdZr合金转变成非晶态的薄膜，极大的提高了薄膜的致密性，减少了薄膜的缺陷，进一步提高薄膜的性能，使其具有更为广阔的应用前景；3、整个操作过程可以在室温下进行，且无污染排放物生成，使整个制备具有高效清洁的优点。

摘要： 本发明通过将不同种类的金属盐溶液或金属盐溶液、石墨烯(Gr)与高熵合金(HEA)粉末混合搅拌、水热处理，制备出高熵金属氧化物前驱体或高熵金属氧化物前驱体和Gr包覆HEA粉末的核壳结构粉末，经洗涤、过滤、干燥、焙烧后，形成高熵陶瓷氧化物(HEO)或高熵陶瓷氧化物(HEO)和Gr同时包覆HEA的核壳粉末HEA@HEO或HEA@HEO‑Gr；粉末经过高速低温球磨，获得HEO或HEO/Gr均匀嵌入到具有细晶组织的HEA粉末内部，与粉末混合后烧结、挤压成形，制备由粗晶与HEO颗粒或HEO颗粒和Gr嵌入的细晶HEA增强相构成的双峰组织复合材料。本发明对于制备高强度、良好韧性的金属基复合材料具有重要意义，对于铝基、镁基轻量化金属结构材料的推广应用具有迫切的需求。

摘要： 本发明涉及金属材料技术领域，提供了一种共晶高熵合金丝材的制备方法及共晶高熵合金丝材，包括熔炼步骤，用于将原料熔炼并浇注至模具中；车削步骤，用于将浇注得到的棒材去除表层不均匀部分；轧制步骤，用于将经过车削步骤处理后的棒材进行热轧；第一拉拔步骤，用于将经过轧制步骤处理后的棒材进行在线加热并拉拔，形成第一丝材；第二拉拔步骤，用于将经过第一拉拔步骤处理后的第一丝材进行室温拉拔；退火步骤，用于将经过第二拉拔步骤处理的丝材加热处理后空冷至室温；本发明制得的AlCoCrFeNi2.1共晶高熵合金丝材直径均匀，表面连续无缺陷，内部组织均匀，并且具备强塑性及热稳定性。

摘要： 本发明公开一种高熵合金材料的表面激光重熔方法及所得的梯度高熵合金材料，属于激光加工技术领域。其中高熵合金为AlCoCrFeNi2.1合金，其形貌为典型的FCC相和BCC相交替排列的层片状结构；高熵合金各组分的原子百分比为：Al:15.4‑16.4at％，Co:15.4‑16.4at％，Cr:15.4‑16.4at％，Fe:15.4‑16.4at％，Ni:34.4‑38.5at％。对上述高熵合金表面进行激光辐照处理，得到了由中心到表面，晶粒度和层片间距逐渐减小、FCC和BCC两相元素含量由偏析到均匀的梯度材料，从而大幅提高了AlCoCrFeNi2.1高熵合金表面的硬度和耐磨性能。

摘要： 本发明涉及稀土元素的高熵合金(RE‑HEA)，包括选自稀土元素R

摘要： 本发明提供了一种高熵合金粉末及其制备方法和一种高熵合金激光熔覆层及其制备方法，属于高熵合金技术领域。本发明提供了一种高熵合金粉末，化学成分按原子百分比计包括：Fe 10～40％、Al 13～20％、Cr 10～20％、Ti 14～25％和Zr 10～25％。本发明通过调控Fe、Al、Cr、Ti和Zr五种组元的比例设计制备高熵合金，通过控制五种组元的含量使得高熵合金具备优异的耐腐蚀性能。实验结果表明，采用本发明提供的高熵合金粉末制备的超高速激光熔覆涂层在3.5％NaCl溶液中腐蚀性能优于316不锈钢。