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CoCrCu0.5FeTi0.5Alx高熵合金组织与力学性能的研究*

2021-12-14李新梅田志刚

功能材料 2021年11期

秦 忠,李新梅,田志刚,王 根

(新疆大学 机械工程学院, 乌鲁木齐 830047)

0 引 言

随着现代科学技术的发展,人类对材料的要求越来越苛刻。然而传统的金属及其合金材料都是以一种金属元素为主(主元素的质量分数超过50%)其他元素为辅所生成的单一主元合金,基体合金的性能提高有限,难以满足实际应用的需求[1-2]。在20世纪90年代,中国台湾学者叶均蔚教授创造性地提出多主元高熵合金(HEAs)的概念,HEAs是由5种以上且不超过13种元素组成,其各种成分含量在5%~35%之间,且具有简单的固溶体相结构[3-5]。由于高熵合金具有高熵效应、晶格畸变效应、迟滞扩散效应、鸡尾酒效应[6-7],容易得到热稳定性高的固溶体相和纳米结构甚至非晶结构。高熵合金具有比传统合金更好的耐腐蚀性、抗氧化性和力学性能等,备受各个领域的关注。

Al元素的原子半径大,通常作为固溶强化元素添加到合金中。谢红波等[8]向FeCrCoCuV高熵合金添加Al后发现,当不加Al时,高熵合金为单一的FCC相组成,随着Al的加入,含量为0.5和0.1时,高熵合金由单一的BCC相转变为枝晶BCC和晶间FCC共同组成的双相组织,且Al含量为1.0时的硬度大于Al含量为0.5时的硬度。张丽等[9]研究加入Al对激光熔覆涂层CoCrFeNiTi0.5高熵合金组织、硬度及耐磨性的影响,发现随Al含量增加,涂层硬度值提高,耐磨性与U75V相比磨损量减少25%,摩擦系数减少29%。张雪等[10]研究加入Al对CoCrFeNi高熵合金组织和耐腐蚀性的影响。结果发现,加入Al的高熵合金均由简单的FCC或BCC相组成,随着Al含量的增加组织由树枝晶向等轴晶转变,且合金在3.5% NaCl溶液中的耐腐蚀性逐渐变差。……

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