本发明专利技术涉及一种高强AlCoCrNiV高熵合金及其制备方法，包括如下原子百分比的金属元素：Al 11
【技术实现步骤摘要】
一种高强AlCoCrNiV高熵合金及其制备方法
[0001]本专利技术涉及高熵合金
，具体涉及一种高强AlCoCrNiV高熵合金及其制备方法。
技术介绍
[0002]高熵合金(HEAs)被定义为由5个或5个以上的主元素组成的合金，每种金属元素的原子百分比都不超过35％，各种元素的排列趋于无序化，体系的混合熵很高，所以各组员混乱排列形成简单面心立方、体心立方晶体结构的合金或者非晶合金。高熵合金因高熵效应而形成超级固溶体，因晶格畸变存在强烈的强化作用，因迟滞扩散效应形成大量纳米尺度析出相，这些因素共同作用使其产生了不同于传统合金的结构特点，而结构影响性能，导致高熵合金具有一些独特的性质和性能。
[0003]迄今为止，已报道了大量的多元高熵合金。其中研究较多的高熵合金含有以下五种高频元素群：AlCrFeNi、CoCrFeNi、AlCoFeNi、AlCoCrNi和AlCoCrFe。简单的单相固溶体通常有利于力学性能的提高，而元素组成及配比将影响合金的微观结构。如何通过元素组成及配比之间的协调来获得力学性能较好的高熵合金是急需解决的技术问题之一。
技术实现思路
[0004]为了获得一种力学性能较好的高熵合金，而提供一种高强AlCoCrNiV高熵合金及其制备方法。本专利技术的AlCoCrNiV高熵合金具有单相BCC结构，热稳定性及力学性能均较好。
[0005]为了达到以上目的，本专利技术通过以下技术方案实现：
[0006]一种高强AlCoCrNiV高熵合金，包括如下原子百分比的金属元素：Al 11
‑
13％、Co 20
‑
24％、Cr 20
‑
24％、Ni 20
‑
24％、V 20
‑
24％。
[0007]进一步地，所述高强AlCoCrNiV高熵合金，包括如下原子百分比的金属元素：Al 12％、Co 21％、Cr 23％、Ni23％、V21％。
[0008]进一步地，所述高强AlCoCrNiV高熵合金，包括如下原子百分比的金属元素：Al 12％、Co 22％、Cr 22％、Ni21％、V23％。
[0009]进一步地，所述高强AlCoCrNiV高熵合金，包括如下原子百分比的金属元素：Al 11％、Co 22％、Cr 22％、Ni23％、V22％。
[0010]进一步地，所述金属元素为纯度均高于99.9wt％的金属单质Al、Co、Cr、Ni和V。
[0011]本专利技术另一方面提供上述高强AlCoCrNiV高熵合金的制备方法，包括如下过程：
[0012](1)按照配比准备金属单质Al、Co、Cr、Ni和V以及金属钛块，对所述金属单质进行表面预处理后待用；
[0013](2)将金属单质Al、Co、Cr、Ni和V置于一个水冷铜坩埚中，将金属钛块置于另一个水冷铜坩埚中，两个所述水冷铜坩埚均置于非自耗真空电弧熔炼炉的炉腔内，抽真空后反充惰性保护气体；
[0014](3)在惰性保护气体下进行所述金属单质的电弧熔炼，所述电弧熔炼的过程中伴
随电磁搅拌，冷却后，得到纽扣样品；对所述纽扣样品进行多次所述电弧熔炼的操作，每次进行电弧熔炼前将所述纽扣样品进行翻转；多次所述电弧熔炼结束后冷却，去除所述纽扣样品的表面氧化层，再重复一次所述电弧熔炼的操作，冷却后即得到高强AlCoCrNiV高熵合金。
[0015]进一步地，在步骤(1)所述表面预处理为去除所述金属单质表面杂质和氧化物，然后再采用丙酮为清洗溶剂将所述金属单质在超声波中进行振荡清洗5min，所述超声波的功率密度为0.8W/cm2、频率为33Hz；步骤(2)中所述抽真空后反充惰性保护气体的过程是在抽真空达到2
×
10
‑3Pa后即反充氩气保护气体至5Pa。
[0016]进一步地，在步骤(3)中所述电弧熔炼的电流为60
‑
100A、时间为30s
‑
1min；步骤(3)中重复多次所述电弧熔炼的操作中需保持合金液熔融状态2
‑
3min；所述多次为4次。
[0017]进一步地，所述制备方法还包括在获得高强AlCoCrNiV高熵合金后进行退火处理，所述退火处理的过程是抽真空达到2
×
10
‑3Pa后即反充氩气保护气体至5Pa并采用钽箔包裹所述高熵合金于温度1500
‑
1700K下进行退火20
‑
24h。
[0018]有益技术效果：
[0019]本专利技术的AlCoCrNiV高熵合金在铸态及退火后均具有单相BCC结构，具有较好的热稳定性，且硬度和强度均较好，退火热处理后，材料结构稳定且能够在一定程度上提高材料的强度。本专利技术铸态下的材料具有大于700HV的硬度、大于1400MPa的强度，退火热处理后的材料具有大于750HV的硬度、大于1600MPa的强度。
附图说明
[0020]图1为实施例2的Al
12
Co
22
Cr
22
Ni
21
V
23
高熵合金退火前后及对比例1Al
12
Co
22
Cr
22
Ni
21
Fe
23
铸态高熵合金的XRD图谱。
[0021]图2为实施例2的Al
12
Co
22
Cr
22
Ni
21
V
23
高熵合金退火前后的压缩性能曲线图。
具体实施方式
[0022]下面将结合本专利技术的实施例和附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本专利技术及其应用或使用的任何限制。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0023]除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的数值不限制本专利技术的范围。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法应当被视为说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。
[0024]实施例1
[0025]Al
12
Co
21
Cr
23
Ni
23
V
21
高熵合金的制备方法，包括如下过程：
[0026](1)按照原子百分比准备金属单质Al 12％，Co 21％，Cr 23％，Ni 23％、V 21％，高熵合金体系表示为Al
12
Co
21
Cr
...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种高强AlCoCrNiV高熵合金，其特征在于，包括如下原子百分比的金属元素：Al 11
‑
13％、Co 20
‑
24％、Cr 20
‑
24％、Ni 20
‑
24％、V 20
‑
24％。2.根据权利要求1所述一种高强AlCoCrNiV高熵合金，其特征在于，包括如下原子百分比的金属元素：Al 12％、Co 21％、Cr 23％、Ni 23％、V 21％。3.根据权利要求1所述一种高强AlCoCrNiV高熵合金，其特征在于，所述高强AlCoCrNiV高熵合金，包括如下原子百分比的金属元素：Al 12％、Co 22％、Cr 22％、Ni 21％、V 23％。4.根据权利要求1所述一种高强AlCoCrNiV高熵合金，其特征在于，所述高强AlCoCrNiV高熵合金，包括如下原子百分比的金属元素：Al 11％、Co 22％、Cr 22％、Ni 23％、V 22％。5.根据权利要求1所述一种高强AlCoCrNiV高熵合金，其特征在于，所述金属元素为纯度均高于99.9wt％的金属单质Al、Co、Cr、Ni和V。6.根据权利要求1
‑
5任一项所述的一种高强AlCoCrNiV高熵合金的制备方法，其特征在于，包括如下过程：(1)按照配比准备金属单质Al、Co、Cr、Ni和V以及金属钛块，对所述金属单质进行表面预处理后待用；(2)将金属单质Al、Co、Cr、Ni和V置于一个水冷铜坩埚中，将金属钛块置于另一个水冷铜坩埚中，两个所述水冷铜坩埚均置于非自耗真空电弧熔...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙云峻，王丽杉，杨林，王璐，牛红伟，乙姣姣，徐明沁，章天炀，王猛，
申请(专利权)人：江苏理工学院，
类型：发明
国别省市：
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