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高熵合金的微观组织和性能
周源,张伟强,吴兴财
沈阳理工大学材料科学与工程学院,沈阳; 重庆市特种设备检测研究院,重庆
摘要利用真空电弧炉熔炼高熵合金。分析表明:合金由相组成。合金中存在的严
重的密度偏析,导致合金的铸态组织分为亚共晶层和固溶体层。亚共晶层由固溶少量的初晶和共晶
组成。固溶体层则由、、和少量形成的固溶体胞晶组成,在胞晶中还存在着与亚共晶层组织相同、成分相
近的“共晶球”。固溶体的硬度为.,共晶层的熔点为℃,硬度为.。
关键词高熵合金显微组织分层熔点
中图分类号:;. 文献标识码:
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高熵合金自提出以来,就以其独特的组织结构、优异的,每个合金锭反复翻转熔炼次以保证合金成分
性能受到广泛关注。高熵合金的高熵效应能抑制金属间化均匀。采用扫描电子显微镜对合金的形貌及相
合物的形成,促使合金元素简单混合形成固溶体组织】。同成分进行分析。采用日本理学/ 型射线衍
时,高熵合金还具有迟滞扩散效应,能延缓析出物的形核与射仪扫描范围为~。,
长大,有利于纳米相和非晶相的形成】。到目前为止,对高构进行分析。采用—型显微硬度计检测材料的显微
熵合金的研究主要以、、、四种常见金属元素为主, 硬度,载荷为,负载时间为,每个试样分别取个不
添加、、、、、、、和等元素组成五元或同位置采点,取其平均值。
五元以上高熵合金,并研究合金的微观组织和物化性能,
结果与讨论
取得了较多的成果。在理论方面,张勇等“利用统计学原
理分析了现有高熵合金体系,得到了形成高熵合金固溶体的. 宏观分析
热力学条件,但仍无法系统解释高熵合金的形成机理。本实图为高熵合金的铸锭宏观组织,图中显
验主要研究了高熵合金的铸态组织和性能,为示合金分为分界明显的和两层,其中层随机分布
高熵合金形成理论的研究提供参考。着大小不均匀的球状结构。
. Ⅺ分析
实验
图为层和层的射线衍射图谱,表明层主
采用、、、、为原材料纯度均在. 以要由相构成,还包含少量的相和相;层
上,按照等物质的量原子比配制,采用型高真空电是由相、相和丫相组成,同时还存在少量的
弧熔炼炉在氩气气氛保护下炼制合金锭,熔炼电流为相。计算表明,相的晶格常数为.,接近于纯
国家重点基础研究发展计划计划
周源:男,硕士生,主要从事高熵合金的研究: . 张伟强:通讯作者,男,教授,博士,主要从事强磁场下
材料的制备:—..
· · 材料导报:研究篇年月下第卷第期
的品格常数..当与原子尺寸较小的组元形成固溶结构的、—共晶,与
体时,其晶格常数会减小,因此可以判定相为富的射线衍射分析的结果相符。品问组织的相成分难以确定,
固溶体;相的晶格常数为.,与纯的晶格常数但可以看到晶问两相的衬度与共晶球的衬度相同。表明晶间
.接近,其品格常数的差异是由于固溶了较大原组织由、两相组成。图为层的显微组织照片,
子半径的组元所致,因而可以判定相为富的固溶层的组织为初晶、共品和脱溶物,在初晶的晶界处