高熵合金、其制备方法、其应用和搅拌摩擦焊的搅拌工具技术

本发明专利技术涉及高熵合金技术领域，具体而言，涉及高熵合金、其制备方法、其应用和搅拌摩擦焊的搅拌工具。高熵合金，其包括由铬、钼、钽和钛组成的Cr‑Mo‑Ta‑Ti体系和纳米碳化物，铬、钼、钽和钛在所述Cr‑Mo‑Ta‑Ti体系中原子比为(0.22‑0.26)：(0.18‑0.25)：(0.20‑0.30)：(0.15‑0.30)，且所述纳米碳化物的添加量为所述Cr‑Mo‑Ta‑Ti体系的质量的0.3‑1.0％。该高熵合金可用于搅拌摩擦焊接高熔点材料的搅拌工具的制备，保证搅拌工具的耐高温性能和耐磨损性能。

High entropy alloy, its preparation method, application and stirring tool for FSW

【技术实现步骤摘要】
高熵合金、其制备方法、其应用和搅拌摩擦焊的搅拌工具
本专利技术涉及高熵合金
，具体而言，涉及高熵合金、其制备方法、其应用和搅拌摩擦焊的搅拌工具。
技术介绍
搅拌摩擦焊(FrictionStirWelding,FSW)是一种新型的固相连接技术，在焊接过程中焊核区不发生熔化，可避免出现熔化搅拌工具晶粒组织粗大、陶瓷颗粒强化相(如Y2O3、Al2O3)与熔化态基体分层等问题。因此，FSW在铝、镁等低熔点材料、超细晶钢、颗粒弥散强化钢以及钛合金等焊接方面有独特优势。然而，FSW在高熔点材料(例如熔点高于1000℃的材料)的连接上应用受到限制，主要原因之一是搅拌头材料结构失稳、功能失效。作为FSW的核心部件，搅拌头需在高应力、高温、高黏性流变等严苛的环境下工作，而搅拌摩擦焊高熔点材料时搅拌头材料出现严重变形、磨损加剧及微结构退化等问题，不仅仅使得搅拌头的使用寿命大大降低，同时，导致焊接材料性能不能满足要求。目前，用于高熔点材料的FSW搅拌头的材料主要有钨基材料、钴基材料和多晶六方氮化硼等材料。钴基材料易成形制备，但是耐磨性差，经过高温搅拌后本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高熵合金，其特征在于，其包括由铬、钼、钽和钛组成的Cr-Mo-Ta-Ti体系和纳米碳化物，铬、钼、钽和钛在所述Cr-Mo-Ta-Ti体系中原子比为(0.22-0.26)：(0.18-0.25)：(0.20-0.30)：(0.15-0.30)，且所述纳米碳化物的添加量为所述Cr-Mo-Ta-Ti体系的质量的0.3-1.0％。/n

【技术特征摘要】
1.一种高熵合金，其特征在于，其包括由铬、钼、钽和钛组成的Cr-Mo-Ta-Ti体系和纳米碳化物，铬、钼、钽和钛在所述Cr-Mo-Ta-Ti体系中原子比为(0.22-0.26)：(0.18-0.25)：(0.20-0.30)：(0.15-0.30)，且所述纳米碳化物的添加量为所述Cr-Mo-Ta-Ti体系的质量的0.3-1.0％。


2.根据权利要求1所述的高熵合金，其特征在于，所述纳米碳化物为HfC纳米颗粒和/或ZrC纳米颗粒；
优选地，所述HfC纳米颗粒的粒径为0.8～2微米；
优选地，所述ZrC纳米颗粒的粒径为50～100纳米。


3.根据权利要求1所述的高熵合金，其特征在于，所述高熵合金的晶粒的平均尺寸为2-4微米。


4.如权利要求1-3任一项所述的高熵合金的制备方法，其特征在于，包括将Cr-Mo-Ta-Ti体系和纳米碳化物的合金化粉末混合物烧结形成所述高熵合金。


5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述Cr-Mo-Ta-Ti体系的制备包括：将含有铬、钼、钽和钛的原料进行高能球磨机械合金化；
优选地，进行高能球磨机械合金化的过程中通入还原气体和惰性气体的混合气体；
优选地，高能球磨机械合金化的条件为：球磨转速为350-450rpm/min，球磨时间为10-30小时；
优选地，所述还原气体为氢气，惰性气体为氩气；
优选地，所述氢气和所述氩气的体积比为1:5-1:1；
优选地，含有铬、钼、钽和钛的原料的制备包括：将铬粉、钽粉、钛粉和钼粉进行混合；
优选地，所述铬粉的粒径为10-35微米，所述钽粉的粒径为2-10微米，所述钛粉的粒径为30-45微米，所述钼粉的粒径为2-10微米。


6.根据权利要求5所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：苗澍，赵运强，谭锦红，董春林，王春桂，易耀勇，
申请(专利权)人：广东省焊接技术研究所广东省中乌研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44