一种含碳的Fe‑Co‑Cr‑Ni高熵合金及其制备工艺制造技术

本发明专利技术属于新材料领域，公开了一种含碳的Fe‑Co‑Cr‑Ni高熵合金及其制备工艺。该高熵合金是将纯度为99.99wt%的Fe、纯度为99.99wt%的Co、纯度为99.99wt%的Cr、纯度为99.99wt%的Ni和纯度为99.99wt%的含6wt%碳的铁碳合金通过真空熔炼法进行熔炼，然后通过真空吸铸法制备成厚度为2mm、宽度为10mm、长度为60mm的高熵合金试样。该高熵合金的成分为FeCoCrNiC0.2，为面心立方结构，拉伸屈服强度为368.5MPa，拉伸断裂强度为695.2MPa，断裂伸长率为82.2%，断面收缩率为66.5%，硬度为170.4HRC，腐蚀电位为‑0.018~0.409V，腐蚀电流密度为4.6×10

A carbon containing Fe Co Cr Ni high entropy alloy and its preparation process

The invention belongs to the field of new materials, discloses a carbon containing Fe Co Cr Ni high entropy alloy and its preparation process. The high entropy alloy is the purity of 99.99wt% Fe, 99.99wt% Co, the purity of 99.99wt% purity was Cr, purity of 99.99wt% Ni and purity for smelting iron carbon alloy 99.99wt% containing 6wt% carbon by vacuum melting method, and then through the vacuum suction by thickness of 2mm, width 10mm, length high entropy alloy casting method 60mm. The high entropy alloy composition is FeCoCrNiC0.2, face centered cubic structure, the tensile yield strength of 368.5MPa, tensile strength 695.2MPa, elongation 82.2%, section shrinkage rate is 66.5%, the hardness is 170.4HRC, the corrosion potential for 0.018~0.409V, the corrosion current density is 4.6 * 10

【技术实现步骤摘要】
一种含碳的Fe-Co-Cr-Ni高熵合金及其制备工艺
本专利技术涉及一种含碳的Fe-Co-Cr-Ni高熵合金及其制备工艺。
技术介绍
高熵合金具有硬度高和塑性好、耐磨耐腐蚀性好、耐热性和回火抗性好以及加工硬化等特性，是一种极具工程应用前景的合金。面心立方固溶体型高熵合金虽然具有良好的塑性和韧性，但其强度和硬度还有待于进一步提高，微合金化是一种有效提高合金材料性能的方法。本专利技术采用微量碳添加提高面心立方固溶体型髙熵合金的性能，具有十分重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种含碳的Fe-Co-Cr-Ni高熵合金及其制备工艺。本专利技术的目的是通过下述技术方案实现的：一种含碳的Fe-Co-Cr-Ni高熵合金，其特征在于：该髙熵合金的成分采用Fe、Co、Cr和Ni等元素为等原子比，碳的添加量为0.2at%并以纯度为99.99wt%的含6wt%碳的铁碳合金添加；一种含碳的Fe-Co-Cr-Ni高熵合金的制备工艺，其特征在于：包括如下步骤:将配好的纯度为99.99wt%的Fe、Co、Cr、Ni和铁碳合金等原材料放入电弧炉的坩埚中，抽真空到1×10-4Pa后再充入纯度为99.999wt%的氩气使真空腔的压力达到-40Pa，然后熔炼Ti进行吸氧；在4A电流下熔炼合金6次，每次熔炼2分钟，待真空室冷却后将母合金取出，将坩埚用酒精清洗干净，用砂纸将母合金表面清理干净并用酒精加超声波进行清洗；将母合金放入电弧炉的坩埚中，并安装好内孔尺寸为2×10×100mm的水冷铜模；将真空腔抽真空到1×10-4Pa后再充入纯度99.999wt%的氩气使真空腔的压力达到-60Pa，然后熔炼Ti进行吸气，并对母合金进行熔炼并吸铸，即可获得尺寸为2×10×60mm的合金试样。本专利技术制成的产品分别用X射线衍射仪（XRD）检测材料的晶态结构、万能试验机测试力学性能、洛氏硬度计测量硬度、电化学工作站测量腐蚀性能。本专利技术的髙熵合金的化学成分为FeCoCrNiC0.2，具有面心立方结构，其拉伸屈服强度为368.5MPa，拉伸断裂强度为695.2MPa，断裂伸长率为82.2%，断面收缩率为66.5%，硬度为170.4HRC，腐蚀电位为-0.018~0.409V，腐蚀电流密度为4.6×10-5~3.1×10-4A/cm2。具体实施方式下面根据具体实施例对本专利技术作进一步说明：实施例1用分析天平称取铁8.6612g、钴9.3945g、铬8.2887g、镍9.3557g和铁碳合金0.2567g，放入电弧炉的坩埚中，抽真空到1×10-4Pa后再充入纯度为99.999wt%的氩气使真空腔的压力达到-40Pa，然后熔炼Ti进行吸氧；在4A电流下熔炼合金6次，每次熔炼2分钟，待真空室冷却后将母合金取出，将坩埚用酒精清洗干净，用砂纸将母合金表面清理干净并用酒精加超声波进行清洗；将母合金放入电弧炉的坩埚中，并安装好内孔尺寸为2×10×100mm的水冷铜模；将真空腔抽真空到1×10-4Pa后再充入纯度99.999wt%的氩气使真空腔的压力达到-60Pa，然后熔炼Ti进行吸气，并对母合金进行熔炼并吸铸，即可获得尺寸为2×10×60mm的合金试样。该合金为完全的面心立方结构，其拉伸屈服强度为368.5MPa，拉伸断裂强度为695.2MPa，断裂伸长率为82.2%，断面收缩率为66.5%，硬度为170.4HRC，在1%HCl溶液中的腐蚀电位为0.409V，腐蚀电流密度为4.6×10-5A/cm2。实施例2用分析天平称取铁8.6612g、钴9.3945g、铬8.2887g、镍9.3557g和铁碳合金0.2567g，放入电弧炉的坩埚中，抽真空到1×10-4Pa后再充入纯度为99.999wt%的氩气使真空腔的压力达到-40Pa，然后熔炼Ti进行吸氧；在4A电流下熔炼合金6次，每次熔炼2分钟，待真空室冷却后将母合金取出，将坩埚用酒精清洗干净，用砂纸将母合金表面清理干净并用酒精加超声波进行清洗；将母合金放入电弧炉的坩埚中，并安装好内孔尺寸为2×10×100mm的水冷铜模；将真空腔抽真空到1×10-4Pa后再充入纯度99.999wt%的氩气使真空腔的压力达到-60Pa，然后熔炼Ti进行吸气，并对母合金进行熔炼并吸铸，即可获得尺寸为2×10×60mm的合金试样。该合金为完全的面心立方结构，其拉伸屈服强度为368.5MPa，拉伸断裂强度为695.2MPa，断裂伸长率为82.2%，断面收缩率为66.5%，硬度为170.4HRC，在1.5%HCl溶液中的腐蚀电位为0.110V，腐蚀电流密度为2.3×10-4A/cm2。实施例3用分析天平称取铁8.6612g、钴9.3945g、铬8.2887g、镍9.3557g和铁碳合金0.2567g，放入电弧炉的坩埚中，抽真空到1×10-4Pa后再充入纯度为99.999wt%的氩气使真空腔的压力达到-40Pa，然后熔炼Ti进行吸氧；在4A电流下熔炼合金6次，每次熔炼2分钟，待真空室冷却后将母合金取出，将坩埚用酒精清洗干净，用砂纸将母合金表面清理干净并用酒精加超声波进行清洗；将母合金放入电弧炉的坩埚中，并安装好内孔尺寸为2×10×100mm的水冷铜模；将真空腔抽真空到1×10-4Pa后再充入纯度99.999wt%的氩气使真空腔的压力达到-60Pa，然后熔炼Ti进行吸气，并对母合金进行熔炼并吸铸，即可获得尺寸为2×10×60mm的合金试样。该合金为完全的面心立方结构，其拉伸屈服强度为368.5MPa，拉伸断裂强度为695.2MPa，断裂伸长率为82.2%，断面收缩率为66.5%，硬度为170.4HRC，在2%HCl溶液中的腐蚀电位为-0.018V，腐蚀电流密度为3.1×10-4A/cm2。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含碳的Fe‑Co‑Cr‑Ni高熵合金，其特征在于：该高熵合金的成分为FeCoCrNiC0.2，为面心立方结构，碳以纯度为99.99wt%的含6wt%碳的铁碳合金添加；包括如下制备步骤:

【技术特征摘要】
1.一种含碳的Fe-Co-Cr-Ni高熵合金，其特征在于：该高熵合金的成分为FeCoCrNiC0.2，为面心立方结构，碳以纯度为99.99wt%的含6wt%碳的铁碳合金添加；包括如下制备步骤:将配好的纯度为99.99wt%的Fe、Co、Cr、Ni和铁碳合金等原材料放入电弧炉的坩埚中，抽真空到1×10-4Pa后再充入纯度为99.999wt%的氩气使真空腔的压力达到-40Pa，然后熔炼Ti进行吸氧；在4A电流下熔炼合金6次，每次熔炼2分钟，待真空室冷却后将母合金取出，将坩埚用酒精清洗干净，用砂纸将母合金表面清理干净并用酒精加超声波进行清洗；将母合金放入电弧炉的坩埚...

【专利技术属性】
技术研发人员：安琪，蔡安辉，刘咏，丁超义，
申请(专利权)人：湖南理工学院，
类型：发明
国别省市：湖南,43