AlFeCrNiCoCu系高熵合金及其復合材料組織及性能研究.pdf

1、近年來，臺灣學者葉均蔚提出高熵合金的全新概念，高熵合金由于具有簡單的晶體結構，納米顯微組織及優(yōu)異力學性能受到了國內外廣大學者的廣泛關注與跟蹤研究。本文重點研究了 Alx(FeCrNiCo)Cuy系高熵合金在不同 Al、Cu成分含量下的顯微組織及壓縮力學性能，并且研究了稀土Y及TiC顆粒增強相對高熵合金基體及其原位自生復合材料的顯微組織及力學性能的影響規(guī)律及機理。
　　實驗中借助真空電弧熔煉爐進行高熵合金及其復合材料制備，并采用金相

2、光學顯微鏡、掃描電鏡等分析儀器對高熵合金及其復合材料的顯微組織進行分析，利用電子萬能力學試驗機、硬度計、摩擦磨損試驗機等對高熵合金及其復合材料的性能進行測試。
　　研究發(fā)現(xiàn)對于Alx(FeCrNiCo)Cuy高熵合金系，隨著Al元素的增加，Cu元素的降低，合金系的晶體結構由簡單無序的fcc結構變?yōu)闊o序fcc無序bcc結構，且隨著 Al含量的增加，合金基體內的bcc相發(fā)生調幅分解。當Al摩爾比為x=0.75，Cu含量為0.25時，高

3、熵合金獲得了優(yōu)異的綜合力學性能，其斷裂強度高達2787MPa，同時壓縮率仍可高達43.6％。
　　本文分析了添加稀土 Y對高熵合金基體的顯微組織及力學性能的影響規(guī)律，研究發(fā)現(xiàn)在 AlFeCrNiCo系高熵合金中，隨著 Y含量的變化，高熵合金的顯微組織形態(tài)發(fā)生了很大的變化，調幅組織由之前的垂直交錯狀變?yōu)轭w粒狀，并均勻的分布在無序的bcc結構的合金基體中。且當x=0.1時，高熵合金具有AlFeCrNiCo系中最高的力學性能，其斷裂強度

4、及壓縮率分別高達2443MPa與26.22%，相對于未添加稀土Y的高熵合金分別大幅提高了22.52%與25.82%。
　　研究結果表明，添加稀土Y能夠有效抑制高熵合金基復合材料中增強相的長大，提高了增強相與基體的潤濕性，從而最終增強相均勻分布在高熵合金晶粒內，減少了增強相在晶界處的富集，并起到一定的形核核心作用。在Al0.75(FeCrNiCo)Cu0.25-10%vol.TiC高熵合金基復合材料加入0.1at.%的稀土 Y后，增