一种高塑性的NbMoTaTiWC系难熔高熵合金及其制备方法技术

本发明专利技术属于难熔高熵合金领域，公开了一种高塑性的NbMoTaTiWC系难熔高熵合金及其制备方法，是由Nb、Mo、Ta、Ti、W和C按原子比25:25:25:20:5:x组成，化学式记为Nb

【技术实现步骤摘要】
一种高塑性的NbMoTaTiWC系难熔高熵合金及其制备方法


[0001]本专利技术属于高熵合金领域，涉及一种难熔高熵合金及其制备方法，具体涉及一种高塑性的NbMoTaTiWC系难熔高熵合金及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着航空航天技术越来越快的发展，对于航空航天中发动机所用材料的要求也越来越高，不仅要求使用的材料具有极高的耐高温性能，还要求材料具有优异的强度和良好的塑性。目前大多数已知的难熔高熵合金虽然具有极高的耐高温性能，但是其塑性较低，如根据Senkev等早期设计的NbMoTaW和NbMoTaWV两种高熵合金在室温下的塑性极小。难熔高熵合金的低塑性极大地限制了难熔高熵合金在许多领域下的应用。

技术实现思路

[0003]为了解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种高塑性的NbMoTaTiWC系难熔高熵合金及其制备方法，其室温下的抗压塑性相对于难熔高熵合金NbMoTaW和NbMoTaWV具有极大地提升。
[0004]本专利技术为解决技术问题，采用如下技术方案：
[0005]本专利技术首先提供了一种高塑性的NbMoTaTiWC系难熔高熵合金，其是由Nb、Mo、Ta、Ti、W和C按原子比25:25:25:20:5:x组成，化学式记为Nb
25
Mo
25
Ta
25
Ti
20
W5C
x
，其中0<X<1。该系列的高熵合金具有单一体心立方(BCC)结构。
[0006]本专利技术还提供了一种NbMoTaTiWC系难熔高熵合金的制备方法，包括以下步骤：
[0007]步骤1、将Nb、Mo、Ta、Ti和W各金属单质去除表面氧化层和杂质后，放入乙醇中进行超声清洗，合金中所用含C原料采用C元素和Nb、Mo、Ta或W元素组成的碳化物材料；
[0008]步骤2、按照原子配比称取各原料；
[0009]步骤3、将各原料放入真空电弧熔炼炉的水冷铜坩埚中，然后将真空室中抽真空至8
×
10
‑4Pa以下，再通入高纯度氩气使得真空室中压强达到
‑
0.5MPa～
‑
0.6MPa，设置熔炼电流为220A
‑
280A，将合金进行正反面熔炼10
‑
12次，每次熔炼后将合金进行翻面并且倾斜35
°‑
45
°
放置，使得熔炼的合金更加均匀，保证合金处于液态的时间为15
‑
20分钟，熔炼时通入冷却水防止水冷坩埚过热熔化，等待合金熔炼完成并完全冷却后，即得到高塑性的NbMoTaTiWC系难熔高熵合金锭。
[0010]进一步地，步骤1中，Nb、Mo、Ta、Ti和W各金属单质的纯度均为99.9％以上。
[0011]进一步地，所述含C原料为WC、TaC、NbC或MoC，优选纯度在99.9％以上的WC粉末。
[0012]本专利技术的有益效果体现在：
[0013]1、本专利技术的NbMoTaTiWC系难熔高熵合金具有单一体心立方(BCC)结构，在室温下具有优异的塑性应变和较高的强度，在高温合金领域有广阔的应用前景。
[0014]2、本专利技术的NbMoTaTiWC系难熔高熵合金中包含高熔点元素Nb、Mo、Ta、W，可以用于高温结构材料。
[0015]3、本专利技术的NbMoTaTiWC系难熔高熵合金制备流程简单，易于操作。
附图说明
[0016]图1为Nb
25
Mo
25
Ta
25
Ti
20
W5C
0.1
合金的室温压缩应力应变曲线。
[0017]图2为Nb
25
Mo
25
Ta
25
Ti
20
W5C
0.1
合金的XRD图谱。
[0018]图3为Nb
25
Mo
25
Ta
25
Ti
20
W5C
0.1
合金的DSC曲线。
[0019]图4为Nb
25
Mo
25
Ta
25
Ti
20
W5C
0.3
合金的室温压缩应力应变曲线。
[0020]图5为Nb
25
Mo
25
Ta
25
Ti
20
W5C
0.3
合金的XRD图谱。
[0021]图6为Nb
25
Mo
25
Ta
25
Ti
20
W5C
0.3
合金的DSC曲线。
[0022]图7为Nb
25
Mo
25
Ta
25
Ti
20
W5C
0.5
合金的室温压缩应力应变曲线。
[0023]图8为Nb
25
Mo
25
Ta
25
Ti
20
W5C
0.5
合金的XRD图谱。
[0024]图9为Nb
25
Mo
25
Ta
25
Ti
20
W5C
0.5
合金的DSC曲线。
[0025]图10为Nb
25
Mo
25
Ta
25
Ti
20
W5C
0.8
合金的室温压缩应力应变曲线。
[0026]图11为Nb
25
Mo
25
Ta
25
Ti
20
W5C
0.8
合金的XRD图谱。
[0027]图12为Nb
25
Mo
25
Ta
25
Ti
20
W5C
0.8
合金的DSC曲线。
具体实施方式
[0028]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。以下内容仅仅是对本专利技术的构思所做的举例和说明，所属本
的技术人员对所描述的具体实施案例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式代替，只要不偏离专利技术的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本专利技术的保护范围。
[0029]下述实施例中的Nb
25
Mo
25
Ta
25
Ti
20
W5C
X
系难熔高熵合金皆按如下步骤进行制备：
[0030]步骤1、将Nb、Mo、Ta、Ti和W各金属单质去除表面氧化层和杂质本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高塑性的NbMoTaTiWC系难熔高熵合金，其特征在于：所述高熵合金由Nb、Mo、Ta、Ti、W和C按原子比25:25:25:20:5:x组成，化学式记为Nb
25
Mo
25
Ta
25
Ti
20
W5C
x
，其中0<X<1。2.根据权利要求1所述的高塑性的NbMoTaTiWC系难熔高熵合金，其特征在于：所述高熵合金为单相体心立方结构。3.一种权利要求1或2所述高塑性的NbMoTaTiWC系难熔高熵合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、将Nb、Mo、Ta、Ti和W各金属单质去除表面氧化层和杂质后，放入乙醇中进行超声清洗，合金中所用含C原料采用C元素和Nb、Mo、Ta或W元素组成的碳化物材料；步骤2、按照原子配比称取各原料；...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈顺华，刘鑫鑫，吴玉程，张俊生，杨海东，秦永强，朱晓勇，张聚臣，唐火红，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：