AlCrFeNi多主元高熵合金基復(fù)合材料顯微組織及性能研究.pdf

1、多主元高熵合金作為近幾年發(fā)展起來的新型合金體系，其各種合金元素的原子濃度基本相等，突破了傳統(tǒng)合金以一種元素為基的格局，并且可以通過合金成分優(yōu)化設(shè)計(jì)，使合金具有高強(qiáng)度、高硬度、耐高溫蠕變、耐高溫氧化和耐腐蝕等優(yōu)異性能。本文系統(tǒng)研究了AlCrFeNi多主元高熵合金基復(fù)合材料的顯微組織及力學(xué)性能。
　　利用非自耗電弧熔煉爐熔煉了AlCrFeNi-TiC和AlCrFeNi-TiB2兩種增強(qiáng)相四種成分的復(fù)合材料。并采用OM、SEM、EDS、

2、XRD等分析測(cè)試手段對(duì)鑄態(tài)多主元高熵高熵合金基復(fù)合材料進(jìn)行組織形貌、相結(jié)構(gòu)分析，進(jìn)而對(duì)復(fù)合材料的顯微硬度、壓縮性能進(jìn)行了測(cè)試分析。
　　研究結(jié)果表明，AlCrFeNi多主元高熵合金基復(fù)合材料微觀組織為BCC固溶體結(jié)構(gòu)+增強(qiáng)相，原位自生TiC增強(qiáng)相的形態(tài)分為和樹枝晶狀兩種，顆粒狀TiC增強(qiáng)相尺寸約為1~2μm。加入增強(qiáng)相后AlCrFeNi多主元高熵合金基復(fù)合材料的晶粒得到細(xì)化，晶內(nèi)由調(diào)幅組織轉(zhuǎn)變?yōu)榧{米顆粒析出相。AlCrFeNi-T

3、iC復(fù)合材料中，顆粒狀TiC增強(qiáng)相隨著凝固速度的增大而數(shù)量增多，尺寸減小。隨著凝固速度增大，在AlCrFeNi-10vol％TiC中，樹枝晶狀TiC尺寸減小，數(shù)量減少。
　　對(duì)AlCrFeNi多主元高熵合金基復(fù)合材料力學(xué)性能的研究表明，復(fù)合材料AlCrFeNi-TiC的顯微硬度隨著凝固速度的增大以及增強(qiáng)相體積分?jǐn)?shù)的增大而增大。AlCrFeNi-10vol%TiB2顯微硬度最高，達(dá)到775HV。AlCrFeNi-TiC和AlCrFe

4、Ni-5vol%TiB2具有優(yōu)異的綜合力學(xué)性能。AlCrFeNi-10vol%TiB2由于Cr和Fe的B化物的生成，性能有所降低，在經(jīng)過8.2%的彈性形變之后脆性斷裂。 隨著TiC增強(qiáng)相體積分?jǐn)?shù)增大，AlCrFeNi-TiC的塑性和強(qiáng)度都略有降低，顯微硬度升高。AlCrFeNi-TiC和AlCrFeNi-5vol%TiB2主要為解理斷裂，斷口上存在大量的河流狀花樣。AlCrFeNi-TiC斷口上存在增強(qiáng)相脫落后留下的凹坑，一些河流狀