【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于金属材料领域，涉及一种ni-co-cr-fe-mo-c系抗空蚀高熵合金及其制备方法，同时具有优异的力学性能和耐腐蚀性能，适用于水轮机等水力装备的过流部件。
技术介绍
1、空蚀是指在高速多相流条件下液体介质中的压强差致使空泡形成和溃灭，从而产生微射流冲击，最终导致材料表面破坏的现象。长期以来，空蚀现象广泛存在于海洋平台、船舶机械等领域，导致水轮机、水泵、螺旋桨等过流部件提前失效，这不仅会造成巨大的财产损失，而且可能发生安全事故。目前，水轮机叶轮常用材料为低碳马氏体不锈钢zg0cr16ni5mo，抗空蚀性能难以进一步提升，因此，亟需开发新型抗空蚀材料。国内外主要从两方面去解决空蚀问题：一是研发新材料；二是进行表面改性或制备抗空蚀涂层。材料的抗空蚀性能与其力学性能之间存在定性的关系，即抗空蚀材料应具有良好的塑韧性、强度、加工硬化能力、弹性、疲劳极限和腐蚀疲劳极限等。
2、高熵合金或多主元合金是近年来发展起来的新型材料。其设计策略主要是通过调控材料的“混合熵”，将高浓度的多种主要元素进行组合制备新材料，突破了传统合金设计的原则，拓宽了合金的设计范围。基于上述问题，本专利技术提供一种ni-co-cr-fe-mo-c系高熵合金，兼具有优异抗空蚀性能，及力学性能和耐腐蚀性。在水力机械领域有极大应用潜能
技术实现思路
1、针对水泵、水轮机等水力机械关键装备的过流部件空蚀现象严重的问题，本专利技术的目的在于提供一种ni-co-cr-fe-mo-c系抗空蚀高熵合金及其制备方法
2、本专利技术所采用的技术方案如下：
3、一种ni-co-cr-fe-mo-c系抗空蚀高熵合金，所述高熵合金材料的成分为niacobcrcfedmoecf；其中28≤a≤35，28≤b≤35，10≤c≤20，10≤d≤23，7≤e≤9，0.01≤f≤2，a+b+c+d+e+f＝100。成分表达式中的元素比例为原子百分比。
4、所述的抗空蚀高熵合金的制备方法，包括如下步骤：
5、1)原料准备：将高纯原材料表面的氧化皮去掉，按原子百分比进行配置，采用精度至少为0.1mg的天平称取原料，用酒精超声清洗并烘干，其中c无需超声清洗；所述高纯通常为纯度至少为99.5％。
6、2)合金熔炼：采用自耗/非自耗电弧炉或者真空感应熔炼炉在真空度5×10-3pa氩气氛围下熔炼合金，并用快冷铜模铸造；
7、3)均匀化处理：用石英管真空充氩封装铸棒；放入马弗炉，升温速率设置为5-10℃/min，在1200-1300℃下保温6-24h，淬火；
8、4)轧制：对均匀化样品进行冷轧加工，轧制变形量为50-80％；
9、5)退火处理：将冷轧后的样品真空封管后放入马弗炉中，升温速率为5-10℃/min，在1000-1300℃下退火处理5min-1h，以形成再结晶组织。
10、3.当niacobcrcfedmoecf合金为铸态样品时，其制备方法只包括权利要求2中的步骤1)和步骤2)。
11、该材料以合金为塑性基体，nicocrfe系面心立方高熵合金具有良好的塑性，但是强度较低，而具有大原子半径的mo元素的添加可以引起固溶强化，提高强度，并且可以降低合金的堆垛层错能，阻止位错发生交滑移，在空蚀中易形成孪晶，使材料具有较高的加工硬化率和均匀变形能力，另外微量间隙原子c的添加可以进一步提高其强度。所得合金系兼具有优异抗空蚀性能及力学性能、耐腐蚀性能，在水力机械领域有很大应用潜能。
12、本专利技术的有益效果是：
13、1)本专利技术提供了一种niacobcrcfedmoecf高熵合金，以ni-co-cr-fe合金提供塑性基体，并通过大原子mo以及间隙原子c的添加提高合金的强度。室温拉伸屈服强度为300-600mpa，抗拉强度为650-1100mpa，延伸率为30-80％，具有优异的强塑性匹配。
14、2)该系列高熵合金铸态或者轧制退火态的组织基体均为fcc，部分合金包含拓扑密堆相(tcp)。抗空蚀性能比水轮机、水泵等常用的马氏体不锈钢zg05cr16ni5mo提高了2～20倍，并且抗磨损性能与zg05cr16ni5mo相当。除此之外，还具有良好的耐蚀性能。
15、3)本专利技术解决了水轮机、水泵等过流部件高速运转时产生空蚀现象问题，对延长过流部件寿命、减少经济损失具有重要意义。本专利技术的高熵合金除了可作为部分过流部件母材外，也可以采用喷涂或激光熔覆等方法制备合金涂层。
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1.一种Ni-Co-Cr-Fe-Mo-C系抗空蚀高熵合金，其特征在于，所述高熵合金材料的成分为NiaCobCrcFedMoeCf；其中28≤a≤35，28≤b≤35，10≤c≤20，10≤d≤23，7≤e≤9，0.01≤f≤2，a+b+c+d+e+f＝100，成分表达式中的元素比例为原子百分比。
2.权利要求1所述的抗空蚀高熵合金的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，当NiaCobCrcFedMoeCf合金为铸态样品时，其制备方法只包括步骤1)和步骤2)。
【技术特征摘要】
1.一种ni-co-cr-fe-mo-c系抗空蚀高熵合金，其特征在于，所述高熵合金材料的成分为niacobcrcfedmoecf；其中28≤a≤35，28≤b≤35，10≤c≤20，10≤d≤23，7≤e≤9，0.01≤f≤2，a+b+c+d+e+f＝100，成分表...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨永福，惠希东，马怀立，刘旭莉，桑杰才让，吴一栋，石玉成，陈小明，赵永军，伏利，刘琎，王明明，陈光文，
申请(专利权)人：宁夏黄河水电青铜峡发电有限公司，
类型：发明
国别省市：
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