The invention belongs to the field of metal material and processing technology, and relates to a preparation method of superfine grain high entropy alloy. First, the FeCoCrNiMn high entropy alloy is melted into a middle alloy with a purity higher than 99.5% pure metal or alloy elements. The furnace is melted with a vacuum furnace, and the temperature of the furnace is 1550 to 1600 centigrade; then the ingot is 1000. After homogenizing heat treatment at 1350 C, the high deformation asynchronous and synchronous mixed cold rolling process was carried out. The alloy structure was nanoscaled by continuous rolling with a single pass and the total rolling quantity was not less than 85%. The alloy after rolling was annealed at 450~800 C and obtained superfine crystal structure high entropy alloy. Compared with the prior art, the invention has the advantages of simple process, easy realization on the rolling plate production line, high production efficiency and low cost. The fine-grained high entropy alloy has large size and excellent mechanical properties. It can be used in engineering machinery, aerospace, military industry, electronics, instrumentation and other fields.
【技术实现步骤摘要】
一种超细晶高熵合金的制备方法
本专利技术属于金属材料及加工
,具体涉及一种超细晶高熵合金的制备方法。
技术介绍
高熵合金作为一种新的合金设计思路,受到国内外研究者广泛关注。传统合金设计思路大多以一种或两种合金元素为基体,添加少量的其他合金元素改善其组织和性能。高熵合金的设计思路打破了传统以单一元素作为主元的合金设计理念,以等摩尔或非等摩尔比,多种合金元素为基体,不区分溶质和溶剂原子。近年来,研究者已经设计了多种高熵合金体系,为新型合金的开发与应用提供了广阔的空间。高熵合金具有良好的组织稳定性并表现出许多优异的机械性能,如优异的低温性能、抗氧化、耐蚀、抗辐照等性能。高熵合金作为新型的合金材料,在航空航天、电子、仪器仪表等领域具有广泛的应用前景。然而大部分高熵合金表现出低强度高韧性,比如研究最为广泛的FeCoCrNiMn高熵合金具有单相面心立方结构,其室温屈服强度大约300MPa,抗拉强度大约500MPa,作为结构材料来使用强度太低。细化晶粒能有效提高材料的强度,后期采取合适热处理工艺能获得高强度高韧性的材料。CN201410545199.6公开了一种采用粉末冶金方法制备出高强韧超细晶高熵合金,该方法成本较高,不易制备大尺寸材料。在高熵合金领域,已有研究者采用传统的强烈塑性变形(SPD)技术,如高压扭转(HPT)和等通道挤压(ECAP)等方法细化晶粒,获得超细晶或者纳米晶高强度高熵合金,然后传统的SPD方法对制备模具要求严格,并且只能制备相对小尺寸的材料,成本极高,很难实现大规模工业化生产与应用。轧制一种最有效和简单易行生产大尺寸块体材料和实现规模化生产 ...
【技术保护点】
1.一种超细晶高熵合金的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)合金熔炼:按照FeCoCrNiMn系高熵合金的化学成分的原子百含量为:Co 10~20%、Cr 10~20%、Ni 10~20%、Mn 10~20%,Al≤5.0%、Cu≤5.0%,其余为Fe以及其它不可避免的杂质;采用纯度高于99.5%纯金属或者上述合金元素组成的中间合金,按照上述成分进行配料后装炉,真空炉熔炼,炉前检测并调整成分至要求后,浇铸成铸锭,浇铸温度1550℃~1600℃;(2)均匀化热处理:铸锭在1000~1350℃,保温时间不小于1h,冷却方式为空冷或水冷,消除铸造合金粗大枝晶和成分偏析;(3)强变形轧制:经步骤(2)处理后的合金进行单道次大压下量连续轧制,总轧制量不低于85%,通过大变形冷轧后的合金实现组织结构纳米化;(4)变形合金热处理:强变形轧制后的合金在450~800℃下进行退火处理,获得超细晶高熵合金。
【技术特征摘要】
1.一种超细晶高熵合金的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)合金熔炼:按照FeCoCrNiMn系高熵合金的化学成分的原子百含量为:Co10~20%、Cr10~20%、Ni10~20%、Mn10~20%,Al≤5.0%、Cu≤5.0%,其余为Fe以及其它不可避免的杂质;采用纯度高于99.5%纯金属或者上述合金元素组成的中间合金,按照上述成分进行配料后装炉,真空炉熔炼,炉前检测并调整成分至要求后,浇铸成铸锭,浇铸温度1550℃~1600℃;(2)均匀化热处理:铸锭在1000~1350℃,保温时间不小于1h,冷却方式为空冷或水冷,消除铸造合金粗大枝晶和成分偏析;(3)强变形轧制:经步骤(2)处理后的合金进行单道次大压下量连续轧制,总轧制量不低于85%,通过大变形冷轧后的合金实现组织结构纳米化;(4)变形合金热处理:强变形轧制后的合金在450~800℃下进行退火处理,获得超细晶高熵合金。2.根据权利要求1所述的一种超细晶高熵合金的制备方法,其特征在于,步骤(1)中所述的真空炉熔炼的熔炼方式为真空电弧炉熔炼、真空感应(VIM)加电渣重溶(ESR)、真空熔炼加真空自耗(VAR)中的任意一种。3.根据权利要求1所述的一种超细晶高熵合金的制备方法,其特征在于,步骤(2)中均匀化热处理温度为1150~1250℃,保温时间为4~12h,冷却方式为空冷。4.根据权利要求1或3所述的一种超细晶高熵合金的制备方法,其特征在于,步骤(2)中均匀化热处理温度为1180℃±10℃,保温时间为6h,冷却方...
【专利技术属性】
技术研发人员:李紫勇,付立铭,单爱党,
申请(专利权)人:上海交通大学,
类型:发明
国别省市:上海,31
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。