【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种合金及其制备方法，具体包括一种fcc+bcc双相软磁高熵合金及其制备方法。
技术介绍
1、高熵合金通常是由五种或五种以上等量或相对比例金属形成的新型合金，由于其优异的力学性能、物理性能、耐腐蚀性能和抗辐射性能，近年来获得了广泛的关注。最近的研究表明，原子比相差大一些的多主元合金也具有高熵合金的优异性质。软磁材料是社会智能化的关键部件，被广泛应用于储能、电力输送、光伏、新能源、第六代移动通信技术(6g)、家用电器等领域；在以高频、大功率、小型化为特点的高端电气和工业智能化、云计算、物联网等新型基础设施建设领域也有广阔的应用前景。目前常用的软磁材料，如低碳钢、硅钢片、坡莫合金、铁氧体等，存在涡流损耗高、高温组织稳定性差、服役温度低、制备工艺复杂等问题，而高熵合金有着广大的成分设计空间和可调控的微观结构，可以使材料具备优异软磁性能的同时达到损耗低、耐蚀和高温抗氧化等的多种要求，满足复杂条件下的应用。目前，国内外针对高熵合金的研究主要聚焦于理论性的学术研究方面，在装备领域的工业化应用方面尚处于起步阶段。因此，高熵合金在软磁材料领域具有较大的应用前景。
技术实现思路
1、专利技术目的：本专利技术的目的在于提供一种同时具有高强度与良好磁性的双相软磁高熵合金；本专利技术的第二目的在于提供一种同时具有高强度与良好磁性的双相软磁高熵合金的制备方法。
2、技术方案：本专利技术涉及一种双相软磁高熵合金，该高熵合金由fe、co、cr和v四种元素组成，具有fcc与bcc双相，f
3、优选地，双相高熵合金的元素组成为：fe：40～53at.％，co：35～40at.％，v：10～15at.％，cr：2～5at.％。
4、另一方面，本专利技术提供一种双相软磁高熵合金的制备方法，包括以下步骤：
5、(1)双相高熵合金的设计：确定双相高熵合金的元素组成为：fe：40～53at.％，co：35～40at.％，v：10～15at.％，cr：2～5at.％；
6、(2)合金的制备：根据双相高熵合金的元素组成称取相应质量的fe、co、cr和v，通过熔炼浇注，得到高熵合金铸锭；
7、(3)均匀化处理：上述步骤的高熵合金铸锭进行均匀化处理，得到均匀化处理后的高熵合金铸锭：
8、(4)控制冷轧：将均匀化处理后的高熵合金铸锭制成高熵合金板材；
9、(5)两级等温处理：对上述步骤制得的高熵合金板材进行两级等温处理：①一级热处理，温度900～1050℃，保温时间1～5min，水冷；该温度区间完成回复再结晶，消除变形组织，获得等轴晶；②二级等温处理，将经过一级热处理后样品作为二级等温处理的样品，设置温度550～800℃，保温时间30min～4h，通过此处理，实现相体积分数控制；通过两级等温处理获得双相软磁高熵合金。
10、进一步地，步骤(2)中，合金的制备具体包括：
11、将高纯度的fe、co、cr和v块体放入真空感应悬浮熔炼炉中，抽真空冲入氩气，调节电流200～500a，待块状金属完全熔化变成液态，启动磁搅拌，保持5～10min，将金属液倾倒入模具中冷却成锭，即得高熵合金铸锭。
12、进一步地，步骤(3)中，均匀化处理具体包括：
13、将铸锭置于管式炉中，抽真空，充氩气，炉温设置为1000～1200℃，保温一段时间，最后开炉，将样品迅速放入水中，淬火，使得铸锭中的元素均匀分布。
14、优选地，保温时间为12～24h。
15、进一步地，步骤(4)中，控制冷轧具体包括：采用线切割的方法，将均匀处理后的高熵合金铸锭切割为方块，采用棍轧机进行多道次轧制，每道次下压量为0.1～0.5mm，控制变形量为70～80％，从而获得高熵合金板材。
16、优选地，步骤(4)中，棍轧机的轧辊速度为200～400r/min。
17、优选地，步骤(4)中，高熵合金板材的厚度为2～3mm。
18、上述技术方法中，双相软磁高熵合金具有较高的饱和磁化强度(50～200emu/g)、较低的矫顽力(50～100oe)、较高的拉伸屈服强度(800～2000mpa)和中等的塑性(10～30％)。
19、本专利技术的制备原理是，选定金属元素，并通过合适的热处理工艺，使高熵合金中马氏体相(bcc相)间保留一部分残余奥氏体(fcc相)，在保持合金磁性和强度的条件下有效地提高了合金的塑性。
20、本专利技术的制备工艺中，塑性变形和热处理工艺对高熵合金的组织产生了决定性影响。冷轧改变了材料的晶粒尺寸；温度900～1050℃、保温时间1～5min的一级热处理完成回复再结晶，消除变形组织，获得等轴晶的过程；温度550～800℃、保温时间30min～4h的二级等温处理则实现相体积分数的控制。通过调节塑性变形和热处理的条件，可以进一步调整合金的相组成，提升力学和物理性能。
21、有益效果：本专利技术与现有技术相比，其显著优点是：
22、(1)本专利技术通过合理的成分设计和匹配的反应温度区间，制备出新型双相软磁高熵合金，组织为fcc奥氏体和bcc马氏体片层交替组成的类珠光体片层状组织；
23、(2)本专利技术提出的制备方法简单，对设备要求不高，成本较低，易于工业化生产推广；
24、(3)本专利技术获得的高铜共晶多主元合金具有良好的磁性和力学性能，合金饱和磁化强度在50～200emu/g之间，抗拉强度最高达到2000mpa，最低约800mpa，同时塑性在10～30％之间。合金综合性能达到目前的先进水平，有望应用于软磁材料的工业生产。
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1.一种双相软磁高熵合金，其特征在于，该高熵合金由Fe、Co、Cr和V四种元素组成，具有FCC与BCC双相，FCC相富Co、Cr、V，BCC富Fe；两相成层片状相间交替形成类珠光体组织。
2.根据权利要求1所述的双相软磁高熵合金，其特征在于，双相高熵合金的元素组成为：Fe：40～53at.％，Co：35～40at.％，V：10～15at.％，Cr：2～5at.％。
3.一种双相软磁高熵合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的双相软磁高熵合金的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，合金的制备具体包括：
5.根据权利要求3所述的双相软磁高熵合金的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，均匀化处理具体包括：
6.根据权利要求5所述的双相软磁高熵合金的制备方法，其特征在于，保温时间为12～24h。
7.根据权利要求3所述的双相软磁高熵合金的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，控制冷轧具体包括：采用线切割的方法，将均匀处理后的高熵合金铸锭切割为方块，采用棍轧机进行多道次轧制，每道次下压量为0.1～
8.根据权利要求7所述的双相软磁高熵合金的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，棍轧机的轧辊速度为200～400r/min。
9.根据权利要求3或7所述的双相软磁高熵合金的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，高熵合金板材的厚度为2～3mm。
...【技术特征摘要】
1.一种双相软磁高熵合金，其特征在于，该高熵合金由fe、co、cr和v四种元素组成，具有fcc与bcc双相，fcc相富co、cr、v，bcc富fe；两相成层片状相间交替形成类珠光体组织。
2.根据权利要求1所述的双相软磁高熵合金，其特征在于，双相高熵合金的元素组成为：fe：40～53at.％，co：35～40at.％，v：10～15at.％，cr：2～5at.％。
3.一种双相软磁高熵合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的双相软磁高熵合金的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，合金的制备具体包括：
5.根据权利要求3所述的双相软磁高熵合金的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，均...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙文文，金学诚，邱俊卓，花颢轩，楼海欣，安旭龙，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：
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