【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及合金制备，具体涉及一种高硬度高耐磨轻质高熵合金及其制备方法和应用。
技术介绍
1、钛合金及钛基复合材料质量轻、比强度高，有着优异的耐腐蚀及耐高温等综合性能。飞机结构用钛合金主要应用在飞机骨架、舱门、液压管路及接头、起落架、蒙皮、铆钉、舱门、翼梁等，航空发动机用钛合金主要应用在压气机叶片、盘和机匣等零件上。钛合金因其具有众多优异的性能而得到了广泛的应用，然而任何材料都有其优缺点。①钛合金的缺点是表面硬度低、耐磨性差，钛合金的硬度通常不超过350hv，这样的硬度值在很多情况下不能满足实际生产应用的要求。如，当用作滑动部件时，易与对磨材料发生粘着，造成粘着磨损，这就严重地限制了其应用范围。钛合金的低摩擦学属性可归因于两个主要因素：一是低的塑性剪切抗力和加工硬化率；二是表面氧化物的保护作用很低。许多钛合金机器零件失效是由摩擦磨损导致的，每年因摩擦磨损所造成的经济损失是非常严重的。
2、随着航空、航天、电子、通信等科学技术的发展，人们对各种材料性能要求的提高，已有的合金系渐渐无法满足需求，人们努力研发新型合金以满足社会的需要。但是已有的合金体系已经趋于饱和，人们如果按照传统的设计思路已经无法做出较大的突破，所以新的合金设计思路成为了打破合金设计领域瓶颈的关键。
3、1995年，叶均蔚突破材料设计的传统理念，在非晶合金基础上提出了新的合金设计理念，称之为多主元高熵合金(high entropy alloys，heas)。高熵合金具有热力学上的高熵效应、结构上的晶格畸变效应、动力学上的迟滞扩散效应、性能上
4、利用“高熵”效应，来制备轻质高强高耐磨性的轻质高熵合金，减少磨损和轻量化，不仅可以提高机械设备和零件的安全寿命，而且能够创造十分巨大的社会经济效益。但现有高熵合金难以兼顾低密度、高硬度和高耐磨性。
技术实现思路
1、为了克服现有技术中存在的至少之一的技术问题，本专利技术提供了一种高硬度高耐磨轻质高熵合金及其制备方法和应用。
2、本专利技术所要解决的上述技术问题，通过以下技术方案予以实现：
3、本专利技术首先提供了一种高硬度高耐磨轻质高熵合金，所述的高硬度高耐磨轻质高熵合金的化学成分为alxv(0.6-x)ti(0.4-y)zry，其中0.2≤x≤0.35，0.02≤y≤0.2。
4、优选地，所述的高硬度高耐磨轻质高熵合金的化学成分为alxv(0.6-x)ti(0.4-y)zry，其中0.25≤x≤0.35，0.05≤y≤0.1。
5、最优选地，所述的高硬度高耐磨轻质高熵合金的化学成分为alxv(0.6-x)ti(0.4-y)zry，其中x＝0.3，y＝0.08。
6、本专利技术还提供了一种上述高硬度高耐磨轻质高熵合金的制备方法，其包含如下步骤：
7、原料称取步骤：按照原子百分比准确称取alzr和tiv中间合金作为原料，欠缺的质量再用ti、zr、al和v来补足，得金属原料；
8、熔炼步骤：取金属原料放入熔炼设备中，调节电流强度在250a-300a，熔炼0.1～4min后，再于搅拌状态下熔炼0.1～4min，冷却后得到合金铸锭；取合金铸锭即得所述的高硬度高耐磨轻质高熵合金。
9、优选地，熔炼步骤中，调节电流强度在250a-300a，熔炼0.5～2min后，再于搅拌状态下熔炼0.5～2min。
10、优选地，熔炼步骤中的熔炼是在保护性气体下进行。
11、优选地，熔炼步骤的重复次数为2～10次。
12、优选地，熔炼步骤前，还包括将金属原料进行洗气步骤、熔炼环境除氧步骤和/或熔炼后合金铸的清洁步骤。
13、优选地，所述的洗气步骤具体为：将金属原料放在水冷铜坩埚上，将钛球放置在真空电弧熔炼炉中间的铜坩埚上，接着关上真空电弧熔炼炉的炉门，进行抽真空，接着使用高纯氩进行洗气，最后抽至炉内真空度低于4×10-3pa。
14、优选地，所述的熔炼环境除氧步骤具体为：将电极头贴近铜坩埚，在铜坩埚上进行引弧，在保护性气体下先熔炼钛球以除去炉内残余的氧气。
15、所述的熔炼后合金铸锭的清洁步骤具体为：无水乙醇对熔炼后的合金铸锭进行擦洗。
16、本专利技术还提供了一种上述高硬度高耐磨轻质高熵合金在制备具备高硬度的产品中的应用。
17、优选地，制备具备高硬度的产品的高硬度高耐磨轻质高熵合金的化学成分为al0.3v0.3ti0.32zr0.08。
18、本专利技术还提供了一种上述高硬度高耐磨轻质高熵合金在制备具有高耐磨作用的产品中的应用。
19、优选地，制备具有高耐磨作用的产品的高硬度高耐磨轻质高熵合金的化学成分为al0.3v0.3ti0.32zr0.08。
20、有益效果：本专利技术提供了一种全新的高硬度高耐磨轻质高熵合金及其制备方法；该专利技术通过alzr和tiv中间合金作为原料，欠缺的质量再用相同纯度的ti、zr、al和v来补足，采用真空电弧熔炼制备了alxv(0.6-x)ti(0.4-y)zry；此制备方法工艺先进，技术参数准确翔实。此外本专利技术的所述的高熵合金，其密度不仅低，而且强度和硬度高，使得轻质高熵合金的硬度以及耐磨性得到了有效的提升；此外，该轻质高熵合金能节约能源，提升经济效益，在工程领域中具有的潜在的应用前景。
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1.一种高硬度高耐磨轻质高熵合金，其特征在于，所述的高硬度高耐磨轻质高熵合金的化学成分为AlxV(0.6-x)Ti(0.4-y)Zry，其中0.2≤x≤0.35，0.02≤y≤0.2。
2.根据权利要求1高硬度高耐磨轻质高熵合金，其特征在于，所述的高硬度高耐磨轻质高熵合金的化学成分为AlxV(0.6-x)Ti(0.4-y)Zry，其中0.25≤x≤0.35，0.05≤y≤0.1。
3.根据权利要求1高硬度高耐磨轻质高熵合金，其特征在于，所述的高硬度高耐磨轻质高熵合金的化学成分为AlxV(0.6-x)Ti(0.4-y)Zry，其中x＝0.3，y＝0.08。
4.权利要求1～3任一项所述的高硬度高耐磨轻质高熵合金的制备方法，其特征在于，包含如下步骤：
5.根据权利要求4所述的高硬度高耐磨轻质高熵合金的制备方法，其特征在于，熔炼步骤中，调节电流强度在250A-300A，熔炼0.5～2min后，再于搅拌状态下熔炼0.5～2min。
6.根据权利要求4所述的高硬度高耐磨轻质高熵合金的制备方法，其特征在于，熔炼步骤中的熔炼是在保护性
7.根据权利要求4所述的高硬度高耐磨轻质高熵合金的制备方法，其特征在于，熔炼步骤的重复次数为2～10次。
8.根据权利要求4所述的高硬度高耐磨轻质高熵合金的制备方法，其特征在于，熔炼步骤前，还包括将金属原料进行洗气步骤、熔炼环境除氧步骤和/或熔炼后合金铸锭的清洁步骤。
9.权利要求1～3任一项所述的高硬度高耐磨轻质高熵合金在制备具备高硬度的产品中的应用。
10.权利要求1～3任一项所述的高硬度高耐磨轻质高熵合金在制备具有高耐磨作用的产品中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种高硬度高耐磨轻质高熵合金，其特征在于，所述的高硬度高耐磨轻质高熵合金的化学成分为alxv(0.6-x)ti(0.4-y)zry，其中0.2≤x≤0.35，0.02≤y≤0.2。
2.根据权利要求1高硬度高耐磨轻质高熵合金，其特征在于，所述的高硬度高耐磨轻质高熵合金的化学成分为alxv(0.6-x)ti(0.4-y)zry，其中0.25≤x≤0.35，0.05≤y≤0.1。
3.根据权利要求1高硬度高耐磨轻质高熵合金，其特征在于，所述的高硬度高耐磨轻质高熵合金的化学成分为alxv(0.6-x)ti(0.4-y)zry，其中x＝0.3，y＝0.08。
4.权利要求1～3任一项所述的高硬度高耐磨轻质高熵合金的制备方法，其特征在于，包含如下步骤：
5.根据权利要求4所述的高硬度高耐磨轻质高熵合金的...
【专利技术属性】
技术研发人员：王启伟，叶永煅，李杰，张鹏，阳颖飞，曹琳，杨俊杰，王婷，杜文博，韩国峰，王晓明，朱胜，
申请(专利权)人：暨南大学，
类型：发明
国别省市：
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