【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种tinbzrta系难熔高熵合金及其制备方法，属于高熵合金开发。
技术介绍
1、高熵合金的概念由学者叶均蔚最先提出，定义为至少含有五种元素组成且每种元素的百分占比为5-35％，由于其独特的综合性能引起了国内外众多学者的广泛关注。近年来，越来越多的高熵合金已经被发现和研究，在高熵合金的基础上，若高熵合金的组成元素中添加ta、nb、v、mo、w、cr、hf、zr、ti等高熔点元素，称为难熔高熵合金。难熔高熵合金的引入增加了高熵合金的潜在应用，如航空、航天和核能等领域。
2、难熔高熵合金在2010年首次提出，senkov等人报道了vnbmotaw等难熔高熵合金，其在高温1600℃下仍有400mpa的屈服强度，但是它们的室温塑性基本为零。难熔高熵合金的室温力学性能受微观结构、加工工艺和应变速率等多种因素的影响。专利cn116079066a中介绍了一种tanbtizr难熔高熵合金球形粉末及其制备方法。该专利提供了如何得到球形度好、成分均匀，粒度分布均匀、流动性好的tanbtizr难熔高熵合金球形粉末；其但其并未涉及到其力学性能。专利cn115533100a中介绍了一种多孔ti-zr-nb-ta高熵合金及其制备方法。该专利需要引入氧化镁，且当mgo添加量为40vol.％时，多孔ti-zr-nb-ta高熵合金的强度和杨氏模量分别为297.0±12.1mpa和30.5gpa。当mgo添加量为45vol.％时，多孔ti-zr-nb-ta高熵合金的强度和杨氏模量分别为206.4±5.3mpa和18.1gpa。当mgo添加
技术实现思路
1、本专利技术针对现有技术的不足，首次提出了一种具有室温塑性的高强度tinb zrta系难熔高熵合金及其制备方法。
2、本专利技术一种tinbzrta系难熔高熵合金，所述tinbzrta系难熔高熵合金由a、b两部分组成，其中a由ti、nb、zr组成，b为ta；按摩尔比计，b/(b+a)小于等于0.24。
3、作为优选方案，本专利技术一种tinbzrta系难熔高熵合金，按摩尔比计，b/(b+a)＝0.08-0.22。作为进一步的优选方案，b/(b+a)＝0.1-0.2。作为更进一步的优选方案，b/(b+a)＝0.1-0.15。
4、作为优选方案，本专利技术一种tinbzrta系难熔高熵合金，a由ti、nb、zr按摩尔比ti：nb：zr＝0.9-1.1:0.9-1.1:(1.2-1.6)。
5、作为进一步的优选方案，本专利技术一种tinbzrta系难熔高熵合金，a由ti、nb、zr按摩尔比ti：nb：zr＝0.95-1.05:0.95-1.05:(1.45-1.55)。
6、作为更进一步的优选方案，本专利技术一种tinbzrta系难熔高熵合金，所述tinbzrta系难熔高熵合金按原子比计，其化学式为：(tinbzr1.5)atab；其中a为0.9，b为0.1；或a为0.8，b为0.2。
7、本专利技术一种tinbzrta系难熔高熵合金的制备方法，包括下述步骤：按设计组分配取各原料，然后按照原料熔点的高低，按从低到高的方式将配取的原料加入到熔炼炉内，先对熔炼炉进行抽真空处理，然后再通入保护气体进行电弧熔炼；熔炼时，控制电流为210-270a；熔炼次数大于等于8次；且单次熔炼时合金处于液态时间不低于5分钟，每次熔炼结束后使用翻料勺对合金进行翻面操作，以确保制备出均匀的合金；待熔炼结束后即获得tinbzrta系难熔高熵合金。
8、本专利技术一种tinbzrta系难熔高熵合金的制备方法，各原料中ti、nb、zr、ta均为零价。在实际应用时，配取各原料的纯物质或合金，去除氧化层清洗去除表面其他杂质。如用乙醇进行超声清洗等。在工业上应用时，清洗后进行低温烘干。
9、在工业上应用时，ti、nb、zr和ta块状原料的纯度均不低于99.99％。
10、在工业上应用时，本专利技术一种tinbzrta系难熔高熵合金的制备方法，将配制好的各原料按熔点从低到高依次放入真空非自耗电弧熔炼设备的坩埚中；然后将设备抽真空至8×10-4pa以下，并充入氩气作为保护气且使熔炼室压强达到0.02-0.07mpa、优选为0.045-0.055mpa；接着调整熔炼电流为180a-190a并进行引弧操作，引弧后先熔炼钛锭1-2分钟，充分吸除腔内剩余氧气；然后调整熔炼电流为210a-270a，然后将电弧移至原料处，分别对坩埚中的合金进行10次熔炼，且单次熔炼时合金处于液态时间不低于5分钟(优选为8-10min)，每次熔炼结束后使用翻料勺对合金进行翻面操作，以确保制备出均匀的合金；待熔炼结束后即获得tinbzrta系难熔高熵合金。
11、为了确保精度，称重时精确至±0.001g。
12、本专利技术所设计和制备的tinbzrta系难熔高熵合金，杨氏弹性模量为19.5-21.1gpa，屈服强度为810-1200mpa，其室温抗压强度如下：
13、当压缩变形量达到10％时，
14、tinbzrta合金的抗压强度分为903mpa，
15、(tinbzr)0.9ta0.1合金的抗压强度为987mpa，
16、(tinbzr)0.8ta0.2合金的抗压强度为1036mpa，
17、(tinbzr1.5)0.9ta0.1合金的抗压强度为1267mpa，
18、(tinbzr1.5)0.8ta0.2合金的抗压强度为1198mpa；
19、当压缩变形量达到20％时，
20、tinbzrta合金的抗压强度分为1125mpa，
21、(tinbzr)0.9ta0.1合金的抗压强度为1222mpa，
22、(tinbzr)0.8ta0.2合金的抗压强度为1269mpa，
23、(tinbzr1.5)0.9ta0.1合金的抗压强度为1556mpa，
24、(tinbzr1.5)0.8ta0.2合金的抗压强度为1474mpa；
25、当压缩变形量达到30％时，
26、tinbzrta合金的抗压强度分为1353mpa，
27、(tinbzr)0.9ta0.1合金的抗压强度为1452mpa，
28、(tinbzr)0.8ta0.2合金的抗压强度为1491mpa，
29、(tinbzr1.5)0.9ta0.1合金的抗压强度为1870mpa，
30、(tinbzr1.5)0.8ta0.2合金的抗压强度为1748mpa；
31、当压缩变形量达到40％时，
32、tinbzrta合金的抗压强度分为1609m本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种TiNbZrTa系难熔高熵合金，其特征在于：所述TiNbZrTa系难熔高熵合金由A、B两部分组成，其中A由Ti、Nb、Zr组成，B为Ta；按摩尔比计，B/(B+A)小于等于0.24。
2.根据权利要求1所述的一种TiNbZrTa系难熔高熵合金，其特征在于：按摩尔比计，B/(B+A)＝0.08-0.22。作为进一步的优选方案，B/(B+A)＝0.1-0.2。作为更进一步的优选方案，B/(B+A)＝0.1-0.15。
3.根据权利要求1所述的一种TiNbZrTa系难熔高熵合金，其特征在于：A由Ti、Nb、Zr按摩尔比Ti：Nb：Zr＝0.9-1.1:0.9-1.1:(1.2-1.6)。
4.根据权利要求3所述的一种TiNbZrTa系难熔高熵合金，其特征在于：A由Ti、Nb、Zr按摩尔比Ti：Nb：Zr＝0.95-1.05:0.95-1.05:(1.45-1.55)。
5.根据权利要求4所述的一种TiNbZrTa系难熔高熵合金，其特征在于：所述TiNbZrTa系难熔高熵合金按原子比计，其化学式为：(TiNbZr1.5)ATaB；其
6.根据权利要求4所述的一种TiNbZrTa系难熔高熵合金，其特征在于：所述TiNbZrTa系难熔高熵合金，杨氏弹性模量为19.5-21.1GPa，屈服强度为810-1200MPa，其室温抗压强度如下：
7.一种如权利要求1-6任意一项所述TiNbZrTa系难熔高熵合金的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：按设计组分配取各原料，然后按照原料熔点的高低，按从低到高的方式将配取的原料加入到熔炼炉内，先对熔炼炉进行抽真空处理，然后再通入保护气体进行电弧熔炼；熔炼时，控制电流为210-270A；熔炼次数大于等于8次；且单次熔炼时合金处于液态时间不低于5分钟，每次熔炼结束后使用翻料勺对合金进行翻面操作，以确保制备出均匀的合金；待熔炼结束后即获得TiNbZrTa系难熔高熵合金。
8.根据权利要求7所述的一种TiNbZrTa系难熔高熵合金的制备方法，其特征在于：各原料中Ti、Nb、Zr、Ta均为零价。
9.根据权利要求7所述的一种TiNbZrTa系难熔高熵合金的制备方法，其特征在于：Ti、Nb、Zr和Ta块状原料的纯度均不低于99.99％。
10.根据权利要求7所述的一种TiNbZrTa系难熔高熵合金的制备方法，其特征在于：
...【技术特征摘要】
1.一种tinbzrta系难熔高熵合金，其特征在于：所述tinbzrta系难熔高熵合金由a、b两部分组成，其中a由ti、nb、zr组成，b为ta；按摩尔比计，b/(b+a)小于等于0.24。
2.根据权利要求1所述的一种tinbzrta系难熔高熵合金，其特征在于：按摩尔比计，b/(b+a)＝0.08-0.22。作为进一步的优选方案，b/(b+a)＝0.1-0.2。作为更进一步的优选方案，b/(b+a)＝0.1-0.15。
3.根据权利要求1所述的一种tinbzrta系难熔高熵合金，其特征在于：a由ti、nb、zr按摩尔比ti：nb：zr＝0.9-1.1:0.9-1.1:(1.2-1.6)。
4.根据权利要求3所述的一种tinbzrta系难熔高熵合金，其特征在于：a由ti、nb、zr按摩尔比ti：nb：zr＝0.95-1.05:0.95-1.05:(1.45-1.55)。
5.根据权利要求4所述的一种tinbzrta系难熔高熵合金，其特征在于：所述tinbzrta系难熔高熵合金按原子比计，其化学式为：(tinbzr1.5)atab；其中a为0.9，b为0.1；或a为0.8，b为0.2。
6.根据...
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。