碳對不同晶體結(jié)構(gòu)高熵合金組織和性能的影響.pdf

1、高熵合金是由五種或五種以上元素按等摩爾比或近等摩爾比的形式組成的一種新型合金。多主元特性使得高熵合金具有優(yōu)于傳統(tǒng)合金的性能。由于元素間的相互作用，元素含量及種類的變化對合金的組織和性能都有較大的影響。通過研究元素對合金組織及性能產(chǎn)生的影響，獲得性能優(yōu)異的高熵合金，對以后的科學研究具有很好的理論指導和借鑒意義。本文采用傳統(tǒng)的真空電弧熔煉技術(shù)制備了AlFeCoNiCx、(Fe40Mn40Co10Cr10)100-xCx和(Fe40Mn40C

2、o10Ni10)100-xCx、(Fe50Mn30Co10Cr10)100-xCx三種不同晶體結(jié)構(gòu)高熵合金系列，采用X射線衍射儀(XRD)、光學金相顯微鏡(OM)、掃描電子顯微鏡(SEM)及能譜儀(EDS)等分析測試方法，分別研究了合金元素碳對不同晶體結(jié)構(gòu)高熵合金的組織和力學性能的影響。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴將碳元素加入AlFeCoNi多元合金中，合金由單一體心立方(BCC)相轉(zhuǎn)變?yōu)锽CC+面心立方(FCC)兩相。碳含量增加

3、到一定程度時，有片狀石墨在FCC相中析出。合金的強度和塑性隨碳含量的增加而提高，抗壓強度由1291MPa最大提高到了2875MPa，塑性由5％最多增加到了27%。合金由解理斷裂轉(zhuǎn)變?yōu)闇式饫頂嗔?。⑵碳元素的加入沒有改變 Fe40Mn40Co10Cr10和 Fe40Mn40Co10Ni10兩種合金的晶體結(jié)構(gòu)，但增大了合金的晶格常數(shù)。在(Fe40Mn40Co10Cr10)100-xCx系合金中，合金的強度隨碳含量的增加而提高，塑性降低；當碳含

4、量增加到一定程度時，合金中有少量Cr7C3化合物產(chǎn)生。在(Fe40Mn40Co10Ni10)100-xCx系合金中，碳能顯著改善合金的強度和塑性。⑶Fe50Mn30Co10Cr10高熵合金為 FCC+密排六方(HCP)兩相高熵合金。碳的加入促進了HCP相轉(zhuǎn)變?yōu)镕CC相，隨碳含量的增加HCP相的體積分數(shù)減小，F(xiàn)CC相體積分數(shù)增加。碳元素的加入使合金的衍射峰向右偏移，晶格常數(shù)減小。該體系合金的硬度隨碳含量的增加而降低，但抗壓強度隨碳含量的增