CN119464784A 一种高强韧超弹性高熵合金材料的制备方法及其材料 （北京科技大学）

一种高强韧超弹性高熵合金材料的制备方原子半径和价电子浓度参数及各元素间的混合能的AlxCrFeNi(2-x)Ti0.2体2根据合金组成元素的比例、各元素的熔点、原子半径和价电子根据通过校验的合金参数中的合金价电子浓度预测合金根据合金组成元素的比例计算各元素的含量，根据各元素的含量38.根据权利要求1所述的高强韧超弹性高熵合金材料的制备方法，其特征在于，步骤根据步骤三获得的元素配置，称量配比对应的元素颗粒，进行多次凝为合金锭，其中，真空电弧熔炼的真空度为9.0x10_4Pa，真空电弧熔炼的电流为250_在真空或惰性气体保护环境中，以10℃/min的升温速率将熔炼获得的合金锭加热至将均质化合金锭在1200℃下保温30min后进行热变形加工，冷却获得成品尺寸的变形合金件，以10℃/min的升温速率将成品尺寸的变形合金件将加热至1000_1300℃,保温2_9.一种高强韧超弹性高熵合金材料，其特征在于，据权利要求1_8任一所述方法制得，所述高强韧超弹性高熵合金材料的通式为4AlCoCrFeNi系高熵合金和以共晶结构为主的AlCoCrFeNi2.1系高熵合金中。尽管大多数高56[0033]将均质化合金锭在1200℃下保温30min后进行热变形加工，冷却获得成品尺寸的[0039]图2为本发明实施例1制备的化学式为Al0.1CrFeNi1.9Ti0.2的高强韧超弹性高熵合[0040]图3为本发明实施例1制备的化学式为Al0.3CrFeNi1.7Ti0.2的高强韧超弹性高熵合[0041]图4为本发明实施例1制备的化学式为Al0.5CrFeNi1.5Ti0.2的高强韧超弹性高熵合7[0042]图5为本发明实施例1制备的化学式为Al0.7CrFeNi1.3Ti0.2的高强韧超弹性高熵合[0043]图6为本发明实施例1制备的化学式为AlCrFeNiTi0.2的高强韧超弹性高熵合金材[0044]图7为本发明实施例1制备的化学式为Al0.1CrFeNi1.9Ti0.2的高强韧超弹性高熵合[0045]图8为本发明实施例1制备的化学式为Al0.3CrFeNi1.7Ti0.2的高强韧超弹性高熵合[0046]图9为本发明实施例1制备的化学式为Al0.5CrFeNi1.5Ti0.2的高强韧超弹性高熵合[0047]图10为本发明实施例1制备的化学式为Al0.7CrFeNi1.3Ti0.2的高强韧超弹性高[0048]图11为本发明实施例1制备的化学式为AlCrFeNiTi0.2的高强韧超弹性高熵合金材[0051]图14为本发明实施例1制备的5种高强韧超弹性高熵合金材料的拉伸工程应力应方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或8和价电子浓度参数及各元素间的混合焓参数；本实施例中，设计5种不同元素比例的AlxCrFeNi(2_x)Ti0.2体系高强韧超弹性高熵合金材料，化学式分别为Al0.1CrFeNi1.9Ti0.2、90.1CrFeNi1.9Ti0.2的高强韧超弹性高熵合金材料的VEC＝8.12＞8.0，预测该合金仅存在FCC相；化学式为Al0.3CrFeNi1.7Ti0.2、Al0.5CrFeNi1.5Ti0.2、大于8.0，将合金的物相结构预测为仅存在FCC(体心立方结构)相，当合金价电子浓度在[0081]将均质化合金锭在1200℃下保温30min后进行热变形(热锻或热轧)加工，冷却获得成品尺寸的变形合金件，以10℃/min的升温速率将成品尺寸的变形合金件将加热至[0083]本实施例在BrukerD8AdvanceX射线衍射仪上使用Cu_Kα辐射(λ=0.15对实施例1制备的5种高强韧超弹性高熵合金材料进行物相表征和分析，扫描速度为4°/[0084]图1为本发明实施例1制备的5种高强韧超弹性高熵合金材料的XRD图谱，如图1所弹性高熵合金材料以及化学式为AlCrFeNiTi0.2的高强韧超弹性高熵合金材料的相结构均[0086]本实施例采用ZEISSMERLNCOMPACT场发射扫描电镜对实施例1制备的5种高强韧超弹性高熵合金材料进行显微组织表征观察和能谱分析，其中，化学式分别为6，化学式分别为Al0.1CrFeNi1.9Ti0.2、Al0.3CrFeNi1.7Ti0.2、Al0.5CrFeNi1.5Ti0.2、Al0.7CrFeNi1.3Ti0.2以及AlCrFeNiTi0.2的高强韧超弹性高熵合金材料的EDS能谱分析依次参[0087]图2为本发明实施例1制备的化学式为Al0.1CrFeNi1.9Ti0.2的高强韧超弹性高熵合弹性高熵合金材料由成分分布均匀的单一FCC[0088]图3为本发明实施例1制备的化学式为Al0.3CrFeNi1.7Ti0.2的高强韧超弹性高熵合强韧超弹性高熵合金材料的微观形貌呈现为树枝晶(富Fe_Cr)和晶界间少量片状组织(富[0089]图4为本发明实施例1制备的化学式为Al0.5CrFeNi1.5Ti0.2的高强韧超弹性高熵合[0090]图5为本发明实施例1制备的化学式为Al0.7CrFeNi1.3Ti0.2的高强韧超弹性高熵合区域的局部放大SEM形貌图；图6为本发明实施例1制备的化学式为AlCrFeNiTi0.2的高强韧为图6(a)中b区域的局部放大SEM形貌图；图10为本发明实施例1制备的化学式为由有序B2(富Al_Ni_Ti)和无序BCC1(富Fe_Cr)两相组成，呈现出独特的向日葵状和花瓣状[0092]采用QnessQ10/Q30/60M显微硬度测试仪对实施例1制备的5种高强韧超弹性高熵[0095]采用CMT4305型试验机对实施例1制备的5种高强韧超弹性高熵合金材料进行室温的5种高强韧超弹性高熵合金材料的压缩工程应力_应变曲线参见图13，压缩工程应力_应[0099]图13为本发明实施例1制备的5种高强韧超弹性高熵合金材料的压缩工程应力_应实施例1制备的化学式为Al0.1CrFeNi1.9Ti0.2和Al0.3CrFeNi1.7Ti0.[0101]采用E44.304型试验机对实施例1制备的5种高强韧超弹性高熵合金材料进行拉伸Al0.1CrFeNi1.9Ti0.2529.22.6Al0.3CrFeNi1.7Ti0.2496.72.3Al0.5CrFeNi1.5Ti0.21219.24.4Al0.7CrFeNi1.3Ti0.2270.71.2AlCrFeNiTi0.2131.00.6[0104]图14为本发明实施例1制备的5种高强韧超弹性高熵合金材料的拉伸工程应力应B2相的形成，且Al含量的增加促进了B2相中的纳米级的析出物以及金属间化合物L21相的实施例制得的化学式为Al0.5CrFeNi1.5Ti0.2的高强韧超弹性高熵合金材料，硬度为压强度为3716.8MPa，压缩应变为42.1实现了强度、塑性、超弹性的优异平衡。