【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于中熵合金，涉及一种高强韧耐腐蚀的镍基中熵合金及其制备方法。
技术介绍
1、中熵合金和高熵合金是由三种或更多元素的等比例或相对较大比例的混合物组成的合金，与传统的合金不同，传统的合金通常含有一种或两种主要元素成分，其他元素的含量较少。高熵合金由于其独特的物理、化学和力学性能，包括可控组分、缓慢扩散、晶格畸变和鸡尾酒效应，在金属力学及腐蚀领域引起了人们广泛的关注。根据构型熵的大小可以把固溶体状态下构型熵大于1.5r的合金定义为高熵合金，构型熵在1r～1.5r之间的定义为中熵合金，构型熵低于1r的称之为低熵合金。尽管高熵合金构型熵的最大化可以赋予合成材料非凡的物理化学性能，但高熵合金的制备成本高。中熵合金不仅能最大限度地保留高熵合金的优势，而且与高熵合金相比能提供更低的制备成本，更有易于推广并应用于实际。
2、传统合金与中熵合金在力学性能上存在显著的差异。传统合金通常由一种或两种主要金属元素组成，辅以少量的其他合金元素，通过调整各元素的含量和比例，可以获得不同的力学性能。然而，传统合金的力学性能往往依赖于其主要组成元素，其力学性能往往受到其组成元素的限制，难以实现更高的强度和韧性。相比之下，中熵合金具有高熵合金独特的四大效应，且主要组成元素更多，通常能表现出更优异的综合力学性能。
3、许多研究表明，中熵合金具有比传统合金更优异的耐蚀性能。传统合金在严苛的海洋、酸性环境中易于腐蚀生锈，由此带来的材料设备检修和更换问题极大的提高了各行业的成本，因此需要寻求新型合金材料来代替传统合金。目前，基于nicr
技术实现思路
1、本专利技术旨在开发一种高强韧耐腐蚀的镍基中熵合金，为了解决现有传统合金力学及耐蚀性能不足的问题，提供了一种高强韧耐腐蚀的中熵合金，该中熵合金具备成本低、强度高、耐蚀性能优异的优点，适用于航空航天、交通运输等领域，同时提供相应的制备方法。
2、本专利技术的目的主要是通过以下技术方案实现的：
3、一种高强韧耐腐蚀的镍基中熵合金，其中，该镍基中熵合金的化学成分由ni、cr和v元素组成，按原子百分比计算为v:10～18％，cr:28～36％，余量为ni。
4、一种如上所述的高强韧耐腐蚀的镍基中熵合金的制备方法，其特征在于，采用电弧炉熔炼，以钨金属为电极，电弧炉内放置有若干个熔炼坩埚，中间一个坩埚放置钛球，以钛球为引弧，其余坩埚内放置熔炼原料，操作步骤包括：(1)金属颗粒称重，(2)电弧炉清洗与擦拭，(3)放料，(4)抽真空，(5)熔炼，(6)吸铸，(7)固溶处理，(8)冷轧，(9)退火处理。
5、进一步地，如上所述的一种高强韧耐腐蚀的镍基中熵合金的制备方法，具体制备步骤如下：
6、(1)金属颗粒称重：计算需要称量的每种金属颗粒质量，将金属颗粒放置在精度为0.1mg的天平上称量，称量误差控制在0.005g之内。
7、(2)电弧炉清洗与擦拭：由于残留在电弧炉内部的杂质会对熔炼的合金成分造成影响，因此每次炼料前需要利用无水乙醇对电弧炉炉腔进行擦拭清洗，确保炉腔内部干净，无任何杂质。
8、(3)放料：周围坩埚按照熔点高低的顺序依次放入ni、v和cr，中间坩埚放入ti球。
9、(4)抽真空：熔炼前需要对真空电弧炉进行抽真空，确保腔体内部的真空度在5×10-4pa以下。
10、(5)熔炼：首先熔炼中间坩埚的ti球，通过观察ti球是否被氧化，可以检测炉腔内部的氧气含量；然后熔炼金属颗粒使其成为一个铸锭，每熔炼一次后将铸锭进行翻面，将铸锭倾斜着熔炼可以更清楚地观察没熔化的金属颗粒，在熔炼时可以打开磁力搅拌加速金属液体的流动，每个样品熔炼6-10次，确保金属化学成分均匀。
11、(6)吸铸：将熔炼好的铸锭吸铸为尺寸10mm×10mm×80mm的铸坯，吸铸结束后，冷却10分钟使其降到室温，避免铸坯发生氧化；
12、(7)固溶处理：将吸铸好的铸坯进行封管，填充气氛为氩气，将封管后的样品放置在马弗炉中，在1100摄氏度下固溶2h，然后水冷；
13、(8)冷轧：将固溶后的样品进行冷轧，轧制变形量为60％。
14、(9)退火处理：将冷轧后的样品在950摄氏度下退火5min后水冷。
15、进一步地，所述的中熵合金是由面心立方和体心立方结构组成，微观组织由再结晶区域和非再结晶区域组成。
16、进一步地，所述的镍基中熵合金的屈服强度均大于900mpa，延伸率均超过10％。
17、进一步地，所述的中熵合金在硫酸溶液中具有优异的耐蚀性能，其中ni54cr34v12中熵合金具有最低的钝化电流密度(～8.15×10-6a/cm2)，耐蚀性能最好。本专利技术的优点和有益效果在于：
18、1.本专利技术的高强韧耐腐蚀的镍基中熵合金具有双重异质结构，极大地提高了合金的综合力学性能。
19、2.本专利技术的高强韧耐腐蚀的镍基中熵合金在硫酸环境中具有优异的耐蚀性能，其中ni54cr34v12中熵合金具有最低的钝化电流密度，耐蚀性能最好。
20、3.本专利技术提供了一种高强韧耐腐蚀的镍基中熵合金的制备方法。
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1.一种高强韧耐腐蚀的镍基中熵合金，其特征在于所述镍基中熵合金的化学成分由Ni、Cr和V元素组成，按原子百分比计算为V:10～18％，Cr:28～36％，余量为Ni。
2.根据权利要求1所述的高强韧耐腐蚀的镍基中熵合金的制备方法，其特征在于，采用电弧炉熔炼，以钨金属为电极，电弧炉内放置有若干个熔炼坩埚，中间一个坩埚放置钛球，以钛球为引弧，其余坩埚内放置熔炼原料，操作步骤包括：(1)金属颗粒称重，(2)电弧炉清洗与擦拭，(3)放料，(4)抽真空，(5)熔炼，(6)吸铸，(7)固溶处理，(8)冷轧，(9)退火处理。
3.根据权利要求2所述的一种高强韧耐腐蚀的镍基中熵合金的制备方法，其特征在于，具体制备步骤如下：
4.根据权利要求1所述的一种高强韧耐腐蚀的镍基中熵合金，其特征在于所述的中熵合金是由面心立方和体心立方结构组成，微观组织由再结晶区域和非再结晶区域组成。
5.根据权利要求1所述的一种高强韧耐腐蚀的镍基中熵合金，其特征在于所述的镍基中熵合金的屈服强度均大于900MPa，延伸率均超过10％。
6.根据权利要求1所述的一种
...【技术特征摘要】
1.一种高强韧耐腐蚀的镍基中熵合金，其特征在于所述镍基中熵合金的化学成分由ni、cr和v元素组成，按原子百分比计算为v:10～18％，cr:28～36％，余量为ni。
2.根据权利要求1所述的高强韧耐腐蚀的镍基中熵合金的制备方法，其特征在于，采用电弧炉熔炼，以钨金属为电极，电弧炉内放置有若干个熔炼坩埚，中间一个坩埚放置钛球，以钛球为引弧，其余坩埚内放置熔炼原料，操作步骤包括：(1)金属颗粒称重，(2)电弧炉清洗与擦拭，(3)放料，(4)抽真空，(5)熔炼，(6)吸铸，(7)固溶处理，(8)冷轧，(9)退火处理。
3.根据权利要求2所述的一种高强韧耐腐蚀的镍基中...
【专利技术属性】
技术研发人员：骆鸿，潘志敏，赵前程，李成涛，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：
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