【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于合金材料领域，特别涉及一种中熵合金及其制备方法、应用。
技术介绍
1、高温合金是在20世纪30年代末期由镍铬电阻合金发展而来的一类合金。它是一种镍基、钴基或铁基高合金化合金，能够在高于600℃的高温环境下保持良好的性能并长期服役。在航空发动机领域，高温合金材料主要用于制造发动机动力推进系统的热端承力构件，因为发动机的动力性很大程度上受到热端构件的高温性能影响。根据统计数据，高温合金的应用量已经达到发动机材料的40％～60％。
2、高温合金的导热系数相对较低，液态合金的流动性也较差。因此，焊接高温合金接头时常常会面临较大的应力和热裂倾向。此外，先进的高温合金通常添加了多种合金元素。合金元素的增加和强化相的析出可能会提高接头的热裂纹敏感性，并导致高温力学性能的恶化，对高温合金的焊接性能造成负面影响。
3、在航天液体发动机中某部件需要一定的结构强度，且要求能够与液体发动机推进剂长期相容。现阶段此部件使用钛合金，其与高温合金焊接性能不佳，只能通过法兰连接，密封性不足，存在泄露风险。一种钎焊钛合金与镍基高温合金的方法(公开号cn114888388a)中公布了一种tizrcuni/nb复合钎料，用以解决现有的钛合金与镍基高温合金的钎焊连接方法所得到的焊接接头室温力学性能差的问题。但仍不难发现，该项专利中用以提升钛合金与高温合金焊接性能的钎料，制作工艺复杂，并且所得焊接接头力学性能虽有提升，但其强度仍然相对不足。
技术实现思路
1、本专利技术意在提供一种力学
2、本方案中的一种中熵合金包括的成分有cr、co、ni和nb，所述成分的质量百分比为ni：30％～50％，cr：15％～40％，co：10％～35％，nb：0～20％组成。
3、进一步，所述中熵合金材料包括的成分及质量百分比为ni：37.5％，cr：32％，co：30％，nb：0.5％。
4、进一步，所述中熵合金材料包括的成分及质量百分比为ni：35％，cr：30％，co：28％，nb：7％。
5、所述的一种中熵合金的制备方法，包括以下步骤：
6、步骤一、熔炼中间合金：所述成分ni、cr、co、nb都以纯度大于99.9％的纯锭为原料，按照质量百分比准备各成分，均匀混合后在真空下熔炼成铸锭；
7、步骤二、热处理：将所述铸锭进行均匀化退火处理，退火温度为900～1200℃，保温时间为3～8h；
8、步骤三、切割并轧制：将退火后的锻件切割成长宽不限制、宽度为20～50mm的板材；将板材加热到700～1000℃，然后进行多道次轧制至10～20mm，再利用冷轧机对板材进行多道次轧制，直到轧制后的板材厚度小于0.5～2mm为止。
9、进一步，所述步骤一中熔炼次数为3次以上可以保证成分间融合更均匀，相邻两次之间等上一次成型之后就进行下一次熔炼即可，不需要停留。
10、进一步，所述步骤三中切割锻件时采用线切割。
11、进一步，步骤三中每道次轧制时的下压量控制在当前厚度的10％以下。能有效的防止轧制变形量过大导致合金开裂。
12、本专利技术的有益技术效果是：本专利技术利用中熵合金中在焊接后接头组织形成时的“扩散阻滞”效应，延缓甚至阻止了焊接过程中异种材料的扩散，防止了各种脆性中间相的形成，极大提升了焊缝机械性能；步骤简单，易于实现工业化生产；成本低、环境友好，且在焊接后不需经过热处理，焊接系数可达0.8～0.95。
13、本专利技术所提供的中熵合金材料可应用于目前的航天液体发动机中某部件的制备，其抗拉强度可到700mpa以上，其与高温合金gh3536焊接使用，焊接性能良好，焊接抗拉强度可达600mpa以上，高于高温合金与纯钛或钛合金进行焊接，并且不需要热处理或添加中间层即可得到较高的焊接系数。还能够与液体发动机推进剂长期相容。
14、本专利技术所述中熵合金材料为nicrco系中熵合金材料，使用本专利技术所述中熵合金材料与高温合金焊接的方法，包括以下步骤：
15、步骤1：将本专利技术nicrco系中熵合金材料和高温合金切割成厚度一致的待焊接试样，对焊接端进行预处理：将油污、生锈和杂质、灰尘处理掉，并打磨至光滑；
16、步骤2：将待焊接的两块样品对齐端面，并用氩弧焊在两侧点焊固定；
17、步骤3：将固定好的两块试样放在真空电子焊机设备平台上，在进行焊接前，通过光路来回对齐焊接，确保在焊接过程中沿着两块试样的缝隙进行焊接；具体的焊接参数如下：加速电压为60～120kv，聚焦电流为100～400ma，焊接束流为3～30ma，焊接速度为2～20mm/s，电子束焊接时真空室的真空度为2×10-4～5×10-1pa。
18、待冷却后再取出焊接试样；对成形零件进行表面打磨和清洁，再进行无损检测和力学性能测试。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种中熵合金，其特征在于：所述中熵合金材料的成分包括Cr、Co、Ni和Nb，所述成分的质量百分比为Ni：30％～50％，Cr：15％～40％，Co：10％～35％，Nb：0～20％组成。
2.根据权利要求1所述的一种中熵合金，其特征在于：所述中熵合金材料包括的成分及质量百分比为Ni：37.5％，Cr：32％，Co：30％，Nb：0.5％。
3.根据权利要求1所述的一种中熵合金，其特征在于：所述中熵合金材料包括的成分及质量百分比为Ni：35％，Cr：30％，Co：28％，Nb：7％。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的一种中熵合金的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述步骤一中熔炼次数为3次以上。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述步骤三中切割锻件时采用线切割。
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：步骤三中每道次轧制时的下压量控制在当前厚度的10％以下。
8.根据权利要求1～3任一项所述的一种中熵合金在制备航天液体发动机
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于：将所述中熵合金材料与高温合金进行焊接使用，焊接时的焊接参数为：加速电压为60～120kV，聚焦电流为100～400mA，焊接束流为3～30mA，焊接速度为2～20mm/s，电子束焊接时真空室的真空度为2×10-4～5×10-1Pa。
...【技术特征摘要】
1.一种中熵合金，其特征在于：所述中熵合金材料的成分包括cr、co、ni和nb，所述成分的质量百分比为ni：30％～50％，cr：15％～40％，co：10％～35％，nb：0～20％组成。
2.根据权利要求1所述的一种中熵合金，其特征在于：所述中熵合金材料包括的成分及质量百分比为ni：37.5％，cr：32％，co：30％，nb：0.5％。
3.根据权利要求1所述的一种中熵合金，其特征在于：所述中熵合金材料包括的成分及质量百分比为ni：35％，cr：30％，co：28％，nb：7％。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的一种中熵合金的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
5.根据权利要求4所...
【专利技术属性】
技术研发人员：王海军，赵鑫宇，张恩贵，张帅，杨凌菠，李泽江，胡丽敏，
申请(专利权)人：贵州航天新力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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。