【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及轻质高熵合金制备，尤其是涉及一种协同提升轻质高熵合金强塑性的方法及产品。
技术介绍
1、长期以来，对高强度和高韧性金属结构材料的追求一直是材料科学研究的前沿。由al、ti、zr、nb和v等元素组成的体心立方(bcc)结构轻质高熵合金(heas)因其优异的机械性能而备受关注。虽然与传统的轻质合金(如钛合金和铝合金)相比，alnbtivzr基heas具有更高的强度，但由于元素含量高且种类繁多，其成本较高，限制了其在实际工业应用中的经济可行性。因此，探索如何进一步提高合金的机械性能，提高其成本效益，并促进其在关键部件中的应用，是本领域技术人员亟须解决的一项技术问题。
2、众所周知，有序强化是提高合金强度的有效方法之一。研究表明，通过控制合金中的钛含量和热机械加工，析出大量分散的纳米级沉淀，可实现强度的大幅提高。然而，对于缺乏滑移系统的体心立方(bcc)结构heas而言，有序析出物的引入会进一步降低其在室温下的延展性。由于元素组成的多样性和复杂性，heas在多个原子尺度上形成了具有局部化学有序(lco)结构的简单固溶体结构(基本上是原子团级沉淀)。这种结构可有效阻碍位错滑移，同时避免应力集中导致过早的塑性不稳定性，有望协同提高合金的强度和延展性。因此，关键的挑战在于如何有效地在heas中引入大量lco。
3、以往的研究工作主要依赖于高温、长时间退火工艺，以提供足够充裕的时间让具有更多兼容合金元素的局部区域形成lco。然而，该方法总会导致晶粒粗化，从而降低材料的机械性能。
4、鉴于此，特提
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种协同提升轻质高熵合金强塑性的方法，该方法可在不牺牲强度的情况下显著改善合金的塑性。
2、第一方面，本专利技术提供一种协同提升轻质高熵合金强塑性的方法，包括以下步骤：
3、s1、将al、ti、zr、nb和v颗粒置于真空电弧熔炼炉中反复加热熔融，制得合金纽扣锭；
4、s2、将合金纽扣锭加热至熔融状态，然后倒入水冷铜模中快速凝固，得到强塑性轻质高熵合金；
5、其中，al、ti、zr、nb和v的原子比为0.75：3：x：1：1，且0.25≤x≤1.5。
6、本专利技术通过选择特定组成及原子配比的金属颗粒，并配合快速凝固的加工方式，可改变bcc和b2相的分布结构，提高纳米析出相的含量，从而提高al0.75nbzrxti3v轻质高熵合金的综合力学性能，有效解决了含al轻质高熵合金体系面临的强塑性难以同时提升的难题。
7、作为本技术方案优选地，步骤s1中，所述加热熔融时，具体为在氩气环境下将al、ti、zr、nb和v颗粒在真空电弧炉中将其反复加热熔融，而反复加热熔融的次数为4-6次，并优选为5次。
8、作为本技术方案优选地，步骤s1中，所述加热熔融时，开启磁搅拌，并迅速加热使合金纽扣锭在10s内完成变成熔融态，磁力搅拌持续2-3min以实现五种金属元素的充分混合。
9、具体地，在磁力搅拌过程中，本专利技术对磁力搅拌的转速不做严格限定，实际操作时，磁搅拌机的电流为4-6a之间的任意数值。
10、作为本技术方案优选地，步骤s2中，所述水冷铜模的直径为8-12mm，高度为50-90mm，对应所述合金纽扣锭的质量为20-40g，具体地，当合金纽扣锭的质量为30g时，水冷铜模的直径优选为10mm，高度优选为70mm。
11、作为本技术方案优选地，步骤s2中，所述水冷铜模所通循环冷却水的温度为室温，具体可为20-30℃。
12、作为本技术方案优选地，步骤s1中，al、ti、zr、nb和v颗粒的纯度均大于99.9wt.％。
13、第二方面，本专利技术还提供了上述方法制备得到强塑性轻质高熵合金，所述强塑性轻质高熵合金具体为al0.75nbzrxti3v，其中，al、ti、zr、nb和v的原子比为0.75：3：x：1：1，且x＝0.25、0.5、1.0或2.0，也理应属于本专利技术的保护范围。
14、研究表明，经本专利技术方法制备得到的强塑性轻质高熵合金的屈服强度为1000-1200mpa，延展率为20-25％，因此，本专利技术可在不牺牲强度的情况下显著改善合金的塑性。
15、本专利技术协同提升轻质高熵合金强塑性的方法，至少具有以下有益效果：
16、本专利技术通过快速凝固使合金中产生有序的b2相，由于快速凝固导致的晶粒细化现象和b2有序相的形成增加，分别导致轻质高熵合金强度的提升，并产生了密度更高的滑移带，从而激活了更多的交叉滑移，因此，轻质高熵合金在变形过程中可均匀分布应力，延缓应力集中，可在不牺牲强度的情况下显著改善合金的塑性。研究表明，经本专利技术制备得到的轻质高熵合金样品屈服强度和延展率均具有优异的表现，其中，zr1样品的机械性能组合为1118.34mpa和25.04％，在轻质高熵合金中屈服强度既能维持1gpa以上，还拥有优异的延展性。本专利技术通过快速凝固(rs)保留液态或非平衡相中的成分波动，同时细化晶粒结构的策略，强调了快速凝固hea中微观结构与机械性能之间错综复杂的相互作用，为有序强化和细粒强化效应的协同提供了有效办法，同时也为先进合金的设计和应用提供了宝贵的见解。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种协同提升轻质高熵合金强塑性的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的协同提升轻质高熵合金强塑性的方法，其特征在于，步骤S1中，所述加热熔融时，在氩气环境下进行。
3.根据权利要求1所述的协同提升轻质高熵合金强塑性的方法，其特征在于，步骤S1中，所述加热熔融时，反复加热熔融4-6次。
4.根据权利要求1所述的协同提升轻质高熵合金强塑性的方法，其特征在于，步骤S1中，所述加热熔融时，开启磁力搅拌，并迅速加热使合金纽扣锭在10s内完成变成熔融态。
5.根据权利要求1所述的协同提升轻质高熵合金强塑性的方法，其特征在于，所述磁力搅拌时，磁搅拌机的电流为4-6A。
6.根据权利要求1所述的协同提升轻质高熵合金强塑性的方法，其特征在于，步骤S2中，所述水冷铜模的直径为8-12mm，高度为50-90mm，对应所述合金纽扣锭的质量为20-40g。
7.根据权利要求1所述的协同提升轻质高熵合金强塑性的方法，其特征在于，步骤S2中，所述水冷铜模所通循环冷却水的温度为20-30℃。
8.根据权利
9.一种强塑性轻质高熵合金，其特征在于，根据权利要求1-8任一项所述的方法制备得到，所述强塑性轻质高熵合金为Al0.75NbZrxTi3V，其中，Al、Ti、Zr、Nb和V的原子比为0.75：3：x：1：1，且x＝0.25、0.5、1.0或2.0。
10.根据权利要求9所述的强塑性轻质高熵合金，其特征在于，所述强塑性轻质高熵合金的屈服强度为1000-1200MPa，延展率为20-25％。
...【技术特征摘要】
1.一种协同提升轻质高熵合金强塑性的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的协同提升轻质高熵合金强塑性的方法，其特征在于，步骤s1中，所述加热熔融时，在氩气环境下进行。
3.根据权利要求1所述的协同提升轻质高熵合金强塑性的方法，其特征在于，步骤s1中，所述加热熔融时，反复加热熔融4-6次。
4.根据权利要求1所述的协同提升轻质高熵合金强塑性的方法，其特征在于，步骤s1中，所述加热熔融时，开启磁力搅拌，并迅速加热使合金纽扣锭在10s内完成变成熔融态。
5.根据权利要求1所述的协同提升轻质高熵合金强塑性的方法，其特征在于，所述磁力搅拌时，磁搅拌机的电流为4-6a。
6.根据权利要求1所述的协同提升轻质高熵合金强塑性的方法，其特征在于，步骤s2中，所述水冷铜模的直径为8-12mm，高度为5...
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