The invention relates to a CrVTaHfZrTi high entropy alloy and a preparation method thereof. The composition of high entropy alloy is CrVTaHfZrTi, and the molar ratio of Cr V:Ta:Hf:Zr:Ti is 1:1:1:1 in turn. The preparation process is as follows: 1) ultrasonic treatment: material ultrasonic treatment reserve; 2) accurate weighing: accurate weighing of material according to equal molar ratio; 3) sub-crucible discharge: Titanium material and weighing material are placed in crucible; 4) repeated cleaning: vacuum pumping and argon recirculating cleaning vacuum chamber; 5) melting alloy: using non-consumable vacuum arc melting process to multiple melting materials. The CrVTaHfZrTi high entropy alloy prepared by the invention is composed of BCC+FCC solid solution, has simple structure, good corrosion resistance and wear resistance. The alloy makes up for the shortcomings of traditional alloys and can be used in the working conditions of corrosion resistance and wear resistance.
【技术实现步骤摘要】
一种CrVTaHfZrTi高熵合金及其制备方法
本专利技术涉及新材料制备
,具体涉及一种耐磨、耐腐蚀的CrVTaHfZrTi高熵合金及其制备方法。
技术介绍
高熵合金(HighEntropyAlloy)是20世纪90年代提出的一种新的合金设计理念,又称为高混乱度合金。它是一种以多种金属元素等摩尔比或近等摩尔比为特点的合金,突破了以1种或2种金属元素为主的传统合金的发展框架,具备热力学、动力学、结构和性能方面总结出的四大高熵合金效应,即高熵效应、迟滞扩散效应、晶格畸变效应和鸡尾酒效应。由于具有热力学上的高熵效应、动力学上的迟滞扩散效应、结构上的晶格畸变效应、性能上的鸡尾酒效应,容易获得结构简单、热稳定性高的固溶体相和纳米结构甚至非晶结构,具有高强度、耐磨、耐腐蚀、高硬度、耐回火软化等特性。例如,可大幅度应用于制作强韧性、耐磨、耐腐蚀的模具及机件;制造化工厂、船舰等的耐腐蚀材料;通过各种表面处理技术,制成高熵合金涂层改善基体性能。高熵合金的应用是切入高功能、高附加值特殊合金材料领域的良好契机。因此,设计和制备高性能的高熵合金具有非常重要的意义。
技术实现思路
本专利技术提供一种具有耐腐蚀和耐磨的高熵合金及其制备方法,以满足在耐腐蚀、耐磨的工况条件下的应用。本专利技术为解决上述问题所采用的技术方案为:一种CrVTaHfZrTi高熵合金,其特征在于,该高熵合金的组分为CrVTaHfZrTi,其中,各元素的摩尔配比为1:1:1:1:1:1;采用的Cr、V、Ta、Hf、Zr、Ti等材料的质量百分比含量即纯度均为99.5%以上;采用的Cr、V、Ta、Hf、Zr、Ti等 ...
【技术保护点】
1.一种CrVTaHfZrTi高熵合金,其特征在于,所述高熵合金中Cr:V:Ta:Hf:Zr:Ti的摩尔比为1:1:1:1:1:1,其制备方法具体是按以下步骤完成的:1)、将质量百分含量在99.5%以上的片状或大颗粒状的Cr、V、Ta、Hf、Zr、Ti材料置于容器内,分别进行超声处理后备用;2)、按等摩尔比例进行精确的称量步骤1中得到的Cr、V、Ta、Hf、Zr、Ti材料;3)、取步骤1中处理过的少量的Ti材料放入水冷铜模的中间坩埚内,再将步骤2称取的材料放置在水冷铜模的外围几个熔炼坩埚里,每个坩埚中按照材料的熔点由低到高的原则自下而上依次放置;4)、将熔炼炉内部的真空室抽真空至5.0×10‑3MPa,然后充入氩气至0.05MPa;并重复此步骤2~3次;重复抽真空的目的在于洗气,反复充放氩气使得熔炼炉中的空气尽量减到最小,以达到清洗真空室的目的;5)、先对单独放置的Ti材料引弧后熔炼,可消耗、降低熔炼炉里的残余氧气,然后依次熔炼其它坩埚中待熔炼的Cr、V、Ta、Hf、Zr、Ti材料;将熔炼后得到的合金铸锭按同样的方法再熔炼3~5次,每次熔炼后翻转样品,随炉冷却后,制得CrVTaHfZr ...
【技术特征摘要】
1.一种CrVTaHfZrTi高熵合金,其特征在于,所述高熵合金中Cr:V:Ta:Hf:Zr:Ti的摩尔比为1:1:1:1:1:1,其制备方法具体是按以下步骤完成的:1)、将质量百分含量在99.5%以上的片状或大颗粒状的Cr、V、Ta、Hf、Zr、Ti材料置于容器内,分别进行超声处理后备用;2)、按等摩尔比例进行精确的称量步骤1中得到的Cr、V、Ta、Hf、Zr、Ti材料;3)、取步骤1中处理过的少量的Ti材料放入水冷铜模的中间坩埚内,再将步骤2称取的材料放置在水冷铜模的外围几个熔炼坩埚里,每个坩埚中按照材料的熔点由低到高的原则自下而上依次放置;4)、将熔炼炉内部的真空室抽真空至5.0×10-3MPa,然后充入氩气至0.05MPa;并重复此步骤2~3次;重复抽真空的目的在于洗气,反复充放氩气使得熔炼炉中的空气尽量减到最小,以达到清洗真空室的目的;5)、先对单独放置的Ti材料引弧后熔炼,可消耗、降低熔炼炉里的残余氧气,然后依次熔炼其它坩埚中待熔炼的Cr、V、Ta、Hf、Zr、Ti材料;将熔炼后得到的合金铸锭按同样的方法再熔炼3~5次,每次熔炼后翻转样品,随炉冷却后,制得CrVTaHfZrTi高熵合金。2.一种CrVTaHfZrTi高熵合金的制备方法,其特征在于具体是按以下步骤完成的:1)、将质量百分含量在99.5%以上的片状或大颗粒状的Cr、V、Ta、Hf、Zr、Ti材料置于容器内,分别进行超声处理后备用;2)、按等摩尔比例进行精确的称量步骤1中得到的Cr、V、Ta、Hf、Zr、Ti材料;3)、取步骤1中处理过的少量的Ti材料放入水冷铜模的中间坩埚内,再将步骤2称取的材料放置在水冷铜模的外围几个熔炼坩埚里,每个坩埚中按照材料的熔点由低到高的原则自下而上依次放置;4)、将熔炼炉内部的真空室抽真空至...
【专利技术属性】
技术研发人员:肖逸锋,李世哲,许艳飞,吴靓,张乾坤,钱锦文,贾友禄,曾毅夫,贺惠民,
申请(专利权)人:湘潭大学,
类型:发明
国别省市:湖南,43
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