CuCrFeNiMn基高熵合金的微觀組織和耐腐蝕性能研究.pdf

1、本文采用非自耗真空電弧熔煉爐制備了Cu0.3Cr2Fe2Ni3Mn2Nbx、CuxCr2Fe2Ni3Mn2Nb0.4Mo0.2、Cr2Fe2Ni3Mn2Nbx三種體系的高熵合金。采用XRD分析儀和掃描電子顯微鏡(SEM)對合金的結(jié)構(gòu)和微觀組織進(jìn)行分析，通過測量合金的維氏硬度研究了三種材料的力學(xué)性能。通過全浸腐蝕實(shí)驗(yàn)和電化學(xué)實(shí)驗(yàn)研究了三種體系的合金在2wt.％，10wt.％，30wt.％硝酸溶液和3.5wt.％氯化鈉溶液中耐腐蝕性能，并同

2、1Cr18Ni9Ti不銹鋼作比較。研究發(fā)現(xiàn):
　　Cu0.3Cr2Fe2Ni3Mn2Nbx(x=0，0.2，0.4)高熵合金晶體結(jié)構(gòu)類型主要為FCC結(jié)構(gòu)而Cr2Fe2Ni3Mn2Nbx(x=0.5，1.0，1.5)合金主要為FCC和BCC混合結(jié)構(gòu)，隨著Nb含量的增加合金中FCC結(jié)構(gòu)衍射峰強(qiáng)度降低，而合金的硬度顯著提高。兩種合金系晶間均形成不同形態(tài)的初生相。CuxCr2Fe2Ni3Mn2Nb0.4Mo0.2(x=0，0.1，0.2，

3、0.3)高熵合金，當(dāng)x=0.1，0.2時(shí)為單一的FCC結(jié)構(gòu)，晶間形成短棒狀初生相;當(dāng)x=0，0.3時(shí)為FCC和BCC混合結(jié)構(gòu)，晶間形成短棒狀和針狀兩種初生相。合金的硬度隨著Cu含量的增加先減小后增大，且合金硬度值差別不大。
　　Cu0.3Cr2Fe2Ni3Mn2Nbx和Cr2Fe2Ni3Mn2Nbx高熵合金在2wt.％，10wt.％，30wt.％硝酸溶液和3.5wt.％氯化鈉溶液中耐腐蝕性研究表明，合金中添加適量的Nb可以提高合金

4、的耐腐蝕性能，在三種濃度的硝酸溶液中A3合金具有和1Cr18Ni9Ti不銹鋼基本相當(dāng)?shù)哪透g性;在3.5wt.％氯化鈉溶液中A3合金的自腐蝕電流密度小于1Cr18Ni9Ti不銹鋼。但過高的Nb含量對合金的耐腐蝕性能不利。
　　CuxCr2Fe2Ni3Mn2Nb0.4Mo0.2高熵合金在2wt.％，10wt.％，30wt.％硝酸溶液和3.5wt.％氯化鈉溶液中腐蝕速率隨著Cu含量增加先降低后升高，10wt.％，30wt.％硝酸溶液中