高熵合金是一种新型多组元合金,每种组元的原子比为5%~35%[1,2]
高熵合金的典型效应有高熵效应、晶格畸变效应、缓慢扩散效应和鸡尾酒效应[1,2]
高熵合金有许多优于传统合金的性能,使其有广阔的应用和发展前景
例如,耐高温、耐疲劳以及耐磨性能良好的高熵合金可用作高速钢或刀具切削钢的硬涂层[3~5];高熵合金具有良好的耐辐射性和耐腐蚀性,是核燃料和高压容器等包层材料的候选材料[6];用高熵合金制备的焊料,可焊接钢材和纯钛等金属材料[7]
许多金属材料(包括高熵合金),如果其强度高则塑性较差,其塑形好则强度低
单相高熵合金的强韧化性能也受限
例如,典型面心立方(Face-centered cubic,FCC)结构的FeMnCoCrNi高熵合金,其屈服强度为125 MPa,抗拉强度约450 MPa,但是延伸率可达80%[8]
而体心立方(Body-centered cubic,BCC)结构的高熵合金,其强度高而塑性较差,(FeCoNiCrMn)89Al11高熵合金的抗拉强度超过1.2 GPa,但是延伸率不足5%[9]
有研究表明,双相高熵合金的强韧化性能优异[10~13]
例如,Ma等制备的BCC相和(CoCr)Ni型Laves相结构的AlCoCrFeNbxNi高熵合金,其屈服强度为1641 MPa,延伸率为17.2%[13]
Li等制备的Fe50Mn30Co10Cr10双相高熵合金在形变过程中因激活相变诱导塑性效应(FCC→HCP,Transformation-induced plasticity,TRIP),在其抗拉强度超过700 MPa的同时延伸率保持在50%以表现出极好的强韧化协调性能[10]
将硼(B)原子添加到合金材料中,是一种制备高强韧化合金的有效方法[14~18]
半径较小的B原子主要以间隙原子或在晶界析出硼化物的形式存在,可实现间隙强化和第二相强化[14,15]
已有研究表明,B在界面析出使界面粘聚力增大并提高界面承载能力,可降低工程结构件发生灾难性界面破坏的概率[16]
同时,界面硼化物的强化作用和晶界界面能降低增强了晶界阻力效应,使再结晶过程中的扩散系数降低,协同细晶强化效应提高了材料的强度和延展性[17]
在实际工业应用中,添加微量的B原子即可提高合金的力学性能
Hsu等发现,在CuCoNiCrAl0.5Fe高熵合金系中添加B元素使其强
声明:
“形变和退火对Fe47Mn30Co10Cr10B3间隙高熵合金微观组织结构演变的影响” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究,如用于商业用途,请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)