feconicrmn高熵合金的制备及其力学性能表征文献综述

FeCoNin高熵合金的及其力学性能的表征文：展的通过合金成分优化设计可以使高熵合金在性能上比传统合金具有更大正1.的名称,这在科学界经常引起。2004[1]。高熵合金被定义为有至少五个主要5%35%之间。扩展定义可以表达为：N主要≥5，5%≤Xi≤35%并 n次要≥0;XiXj第二个定义是基于熵的概念,这个概念也出现在一些后续中[4、8]。它定义高熵合金是有一个在它们的随机溶液状态中配位熵大于1.5R,R是气体常数。定构型熵的计算每摩尔的固溶体由nXii1.5R。将赋予材料更高形成固溶体的倾向。来自金属熔化规律,每摩尔熵的变化,从固体到液体大概是R。基于关系 在溶点Tm,意味着自由能减少 等于每摩尔在融化时自由能增加关于化学结合能的1.5R1.414r。常用高熵合金方以保证充分各处成分均匀，可以出成分扩散充分性质稳定的高熵合金锭，因此真空电弧熔炼法从高熵合金起步时就成为了学者们研究其性质的重要之一。等人[2]通过真空电弧熔炼了Al0.5FeCoCrNi高熵合金，采用30％、60％90％的塑性变形合金，研究塑性30％、60％90％268.8Hv，348.4Hv子扩散，从而获得合金化粉末的一种粉末技术。机械合金化粉末并非像金的高熵合金非晶化能力较强。C.Suryanarayana[3]利用机械合金化法了Fe42Ni28Zr10-xNbxB20并发现Nb可以增强合金的非晶化能力。相对于前两种方法，激光熔覆技术较新颖。它是指以不同的添料方式在被方面的重要，快速凝固特点可以让高熵合金中的主元无法充分扩散，从而得到偏析较弱的高熵合金涂层。Xing-WuQiu[4]CO2Al2CrFeCoCuTiNix高熵合金涂层并研究了其结构和性能。观察结果发现，Al2CrFeCoCuTiNix高熵合金涂层分为三个熔覆区、结合区和热影响区三个部面涂层硬度高达1102Hv，是基体Q235的4倍，且耐腐蚀性能优异。大大强化了基体表面性能。之后Xing-Wu Qiu[5]用相同的方法熔覆了Al2CrFeNiCoCuTix（x=0.0,0.5,1.0, 1.5,2.0）高熵合金涂层，并研究了Ti的作用。结果发现Al2CrFeNiCoCuTix高熵合金组织有FCC、BCC和Laves相。Ti含量增加促进BCC相生成。Al2CrFeNiCoCuTix高熵合金在硝酸中的耐腐蚀性随Ti含量增加有所提高。耐磨性较Q235有所提高。有此可见，激光熔覆是高熵合金涂层的重要之一，它适用于表面强化，特别适合综合性能优异的高熵合金。设备昂贵，涂层较薄，关于利用溅射法高熵合金薄膜的数量相对较少。从现有的来看，溅射法可以用来超硬高熵合金氮化层和功能涂 Wong等人[6]用反应直流溅射法了Fe-Co-Ni-Cr-Cu-Al-Mn和Fe-Co-Ni-Cr-Cu-Al0.5两种高熵合金薄膜以及它们的氮化薄膜。实验发现得到的薄膜均超过2.5μm，相结构简单，为FCC+BCC和FCC。氮化薄膜硬度可以超过11GPa。Jien-Wei Yeh等人[7]用磁共溅射法了(AloSiTi)N氮化高熵合金薄膜。表明，制得氮化薄膜为简单的FCC结构，硬度高达34 GPa。另外该薄膜在1173K真空退火5小时后发现其晶这个工艺来生产陶瓷、粉末冶金、耐火材料、温材料等。一般来说，粉体璃体和气孔组成。ZhiqiangFu等人[8]用火花等离子烧结法了械合金化法合金多了新的BCC相和很小的颗粒相，说明了合金结构和1.间化合物,和金属玻璃。图2显示了近日的代表高熵合金毛坯铸件区[9],它可以看到可以明显可辨别的固溶体合金的γ使用金属玻璃截断值γ=1.17。传统参数δ,有一个的固溶体区域和金属间0.04<δ<0.072,γ和δ,可以很(MG-HEAs)有明显的大γMG-HEAs,包括小置换原子,因此合成高拓扑Hume-Rothery3α1α2通常存在较小的α1α2,和两个参数都可以好分离的固溶体的阶段固溶+金属间化合物的区域。然而,α2α13关,α22高熵合金的微观结构一个很广的范围，从单一相到多相:当添加额外的元素CoCrCuFeNiCoCrCuFeNifccCoCrCuFeNiAlxx03,增加的原因从单fcc(x≥0.5)fcc+bccbcc(x=2.8)。AlbccCoCrCuFeNi一个有趣的和具有性的问题是高熵存在于包含5个或5个以上需要形成单相合金元素的合金中。[35]探索是否的五个单相fcc元素组件组成的高熵合金FeNiCon也是单fcc相。他们把四元,三元和二元合金可能的组合 nNiCo FeNiCo、FeNiCrFeNiMn,FeCoCr FeNi和 NiCo(当然是纯Ni)是单相fcc。所有其他的是多相或组合不同的晶体结构。他们随后得出结独立运作,他们单独或同时提升晶体的合成强度 ,因此陆和同事[11]发现,单相fcc n是相对软铸的状态,冷加工显著提高其强度,如图6所示的结果显示,50%冷加工能增强的屈服强度五个因素(从200MPa到1000MPa)。然而,它也在图6中,塑性在立即产生冷却后不稳定发展超过50%,表明它是在塑性应变合金的限制。Yao等人[12],另一个单相fcc-Fe40Mn27Ni26Co5Cr260%上述两个高熵合金的表现与人观测的传统fcc-金属很相似。[13]。 n冷轧合金到70%,然后退火冷轧样本850~950，kHPHallePetch已经被表明[16],在传统的金属合金中,的上界值大约是600，。相比之下,上述kHP值与fcc n合金符合且略高于传统的金属合金。在另一个高熵合金中人也了一个度影响的研究[17]fcc-FeCoNiCr90%,火在900℃以不同时间生产的不同大小的颗粒,后续拉伸测试表明屈服强度服从HallePetch关系显然比 得多。更高的kHP可能是由于fcc-FeCoNiCr包含大量的孪晶,可也有助于结构加强[15]。相比之下退火 n样本包含很少数量的孪晶[14]。因略强于观察的常规fcc-金属。没有系统研究晶粒尺寸效应在bcc或fcc金属,然而，基于在传统金属的结果中，沿着这条线研究是追求价值的图6。高熵合金FeCoNin冷滚压力学性能的函数降低比和同事推导出的[17]。对于加强的一个通常的被视为在固溶体局部被溶解和溶质的。它,他的“内在”应力通常比单独的组成元素更高。举例说明，充分退火的纯镍的屈服强度为150MPa,这是低于完全均化的fcc-FeCoNin,200MPa[13]。因此,一些扩展传统稀固溶体或者它们集中合金的改性的方程而,模具的成果始终着识别在合金在相互作用中溶质和溶剂的识别。求密集的研究。为了在高熵合估固溶体的效果,然而,就是另一回事了。在阻力而通过点阵移动。传统的固溶体的强度-而成,很难想象在其中一个明显的地方由溶质引起的晶格畸变。Lu[20]bcc-HEA按照在高熵合金沉淀硬化，的结果有些粗略的和神秘的。有在高熵合fcc+bccCuCr2Fe2NiMn[21]fcc+bccAl0.3CrFe1.5MnNi0.5bcc-Al0.5CrFe1.5MnNi0.5[22]。时效的温度通600800℃，2~3Cr5Fe6Mn8bcc-Al0.5CrFe1.5MnNi0.5Cr5Fe6Mn8(ρ相)。这些沉淀相对体积大找出特点,换句话说,时效硬化的性质在很大程度上是不清楚。何和[23]报告Ti和AlFe1-x-y-zCoxNiyCrz相分离和随后界定的沉淀(~10nm)7200MPa),fcc650℃时效,合金显示超过屈服强度的1GPa仍然保持一个相当的超过15%的拉伸延性。这一结果是惊人的,但它也了一系列的问题:1)什么是纳米沉淀的性质?2)沉淀/基质互相耦合吗?3)这些纳米沉淀热稳定吗?从好的高温应用潜力的角度,进一步的研究来回7FeCoNiCr[23] J.W.Yeh,S.K.Chen,Lin,Gan,T.S.Chin,Shun,C.H.Tsau,S.Y. alloydesignconceptses,Eng.Mater.6[2],,,等.塑性变形对Al0.5FeCoCrNi高熵合金组能的影响[J].材料科学与工程学报,2013,SharmaS,SuryanarayanaC.EffectofNbontheformingabilityofmechanically Balloys[J].ScriptaMaterialia,2008,58(6):508-QiuXW,LiuCG.MicrostructureandpropertiesofAl2CrFeCoCuTiNixhigh-entropyalloyspreparedbylasercladding[J].JournalofAlloysandCompounds,2013,553:216-220.QiuXW,ZhangYP,LiuCG.EffectofTicontentonstructureandpropertiesofAl2CrFeNiCoCuTixhigh-entropyalloycoatings[J].JournalofAlloysandCompounds,2014,585:ChenTK,ShunTT,YehJW,etal.Nanostructurednitridefiofmulti-elemententropyalloysbyreactiveDCsputtering[J].SurfaceandCoatingsTechnology,2004,188:193-200.ChangHW,HuangPK,YehJW,etal.Influenceofsubstratebias,depositiontemperatureanddepositionannealingonthestructureandproperties 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