【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于合金材料应用领域，具体涉及一种多组元合金成分-组织-性能图谱的高通量建立及应用。
技术介绍
1、多组元高熵合金通常是由五种或五种以上合金元素组成的新型合金材料，打破了传统合金以一种或两种元素为主、其他合金元素为辅的合金化思路，成为当前新材料研究的热点。相较于常规金属材料，高熵合金具有高强度、优异的延展性、韧性、耐腐蚀性、耐磨性以及热稳定性等，在航空航天、轨道交通、能源化工等领域的应用前景广泛。cocrfeni四元高熵合金通常为面心立方(fcc)的单相固溶体结构，具有较高的塑性，但强度较低，极大地限制了其作为结构材料的使用。为此，人们多采用合金化的方式来对fcc基体进行强化，从而达到提升合金强度的目的。目前，常用的合金化策略主要有两种：一是添加al、ti等合金化元素，因其较大的原子半径，可在fcc基体中起到固溶强化作用，同时可促进bcc相从fcc基体中析出，带来沉淀强化；另一种是添加nb、ta、mo、w等难溶金属元素，促进μ、laves等硬质第二相生成，进而提高合金强度。其中，利用al和ti元素的协同合金化是最为有效的强化方式之一，同时可有效降低合金密度。当al和ti的添加量在适当的范围内，可在fcc基体中形成l12、l21、bcc和b2等强化相，提高合金强度；然而，一旦al和ti的含量过高，合金中将析出η、σ等有害相，损害合金的组织稳定性和力学性能。因此，建立多组元cocrfeni-alti合金体系的成分-组织-性能关系图谱，对设计开发高性能cocrfeni系高熵合金具有重要指导意义。
2、目前，对于c
技术实现思路
1、为了解决上述不足，本专利技术设计了一种多组元合金成分-组织-性能图谱的高通量建立及应用，具体的技术方案如下：
2、一种高通量建立多组元合金成分-组织-性能图谱的方法，具体步骤如下：
3、s1.放入合金粉末，分别为cocrfeni高熵合金、纯al和纯ti球形粉末，纯度均高于99.9％，粒度范围为53～105μm；
4、s2.合金成分调控，所设计的合金成分范围为(cocrfeni)100-x-ytixaly(x＝1～6.2；y＝0～24)；
5、s3.合金粉末熔覆，制作具有成分梯度的cocrfeni-alti合金块体；
6、s4.制作表面质量良好的合金金相试样；
7、s5.对合金试样进行多种微区表征分析；基于所获得的合金成分、相结构/相组成、微观组织和硬度关联数据，快速构建了cocrfeni-alti合金体系的成分-相平衡-组织-性能图谱。
8、步骤s1中，将这三种金属粉末依次放入多通道激光增材制造设备的三个独立粉筒中。
9、步骤s2中，基于对三种粉末物理特性(包括粉末球形度、流动性等)分析的基础上，通过控制粉盘的转速和氩气流量，实现对合金成分的调控。
10、步骤s3中，具有不同混合比例的三种金属粉末在氩气流的带动下进入混粉器充分混合均匀；所述混合后的粉末分三路经送粉管进入激光头下端的粉末喷嘴，随后从同轴环形喷嘴送出；光纤激光器发射出的高能量密度激光束将送出的粉末快速熔化在不锈钢基板上，按照一定的扫描路径逐层熔覆沉积，获得沉积高度方向上具有成分梯度的cocrfeni-alti合金块体。
11、步骤s3熔覆过程中，激光功率保持在550～750w之间，扫描速度在450～550mm/min之间；
12、整个s3熔覆过程都在具有氩气保护环境的手套箱中进行，氩气压力保持在±10mbar；手套箱中的氧含量＜1ppm、水含量＜0.01ppm，可有效避免金属粉末及熔覆后的合金块体在高温下发生氧化。
13、步骤s4中，熔覆后的合金块体冷却至室温后，将其从手套箱中取出；将熔覆后的合金块体从不锈钢基板上切下，使用sic砂纸小心地将表面氧化皮打磨掉；将打磨好的合金块体真空封装在石英管中，并在1200℃下进行24小时的高温均匀化热处理，消除合金块体中的成分偏析；将均匀化处理后的合金块体在800℃下进行10小时的时效处理，从而制备得到cocrfeni-alti多主元合金材料；先后使用sic砂纸、al2o3抛光粉以及sio2抛光液对制备的合金材料进打磨、抛光和震动抛光，获得表面质量良好的合金相试样。
14、步骤s5中，使用场发射扫描电镜对合金试样的微观组织进行观察；使用微束x射线荧光光谱仪和扫描电镜配备的能谱仪分别对合金试样的化学成分进行分析；采用微区x射线衍射仪和扫描电镜配备的背散射电子衍射分析仪对合金试样中的物相结构进行分析；对于尺寸较小(＜1μm)的析出相，采用扫描电镜配备的聚焦离子束系统切割出透射样品，随后用透射电子显微镜对样品中细小析出相的微观组织和物相结构进行分析。
15、采用维氏硬度计对合金样品的硬度进行了连续打点测试，为保证数据准确性，在每种合金上均匀选取5个不同位置进行测试，获得每个样品维氏硬度的平均值和标准差。
16、一种多组元合金成分-组织-性能图谱，根据上述的方法建立。
17、多组元合金成分-组织-性能图谱在开发cocrfeni系高熵合金中的应用。
18、本申请的优点和效果如下：
19、本专利技术提供了一种多组元合金成分-组织-性能图谱的高通量建立及应用，采用多通道激光增材制造设备将cocrfeni高熵合金粉末、纯al和纯ti粉末快速制备成具有不同al和ti含量的cocrfeni-alti高熵合金块体试样，并通过固溶(均匀化)和时效热处理工艺对合金的组织和性能进行调控；随后，通过集成多种具有微纳米空间分辨率的测试技术，对合金块体的成分、相结构本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高通量建立多组元合金成分-组织-性能图谱的方法，其特征在于，具体步骤如下：
2.根据权利要求1所述的一种高通量建立多组元合金成分-组织-性能图谱的方法，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的一种高通量建立多组元合金成分-组织-性能图谱的方法，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的一种多组元合金成分-组织-性能图谱的高通量建立方法，其特征在于，
5.根据权利要求1所述的一种高通量建立多组元合金成分-组织-性能图谱的方法，其特征在于，步骤S3熔覆过程中，激光功率保持在550～750W之间，扫描速度在450～550mm/min之间；
6.根据权利要求1所述的一种高通量建立多组元合金成分-组织-性能图谱的方法，其特征在于，
7.根据权利要求1所述的一种高通量建立多组元合金成分-组织-性能图谱的方法，其特征在于，
8.根据权利要求1所述的一种高通量建立多组元合金成分-组织-性能图谱的方法，其特征在于，采用维氏硬度计对合金样品的硬度进行了连续打点测试，为保证数据准确性，在每种合金上均匀选取5个不同位置
9.一种多组元合金成分-组织-性能图谱，根据权利要求1～8任一项所述的方法建立。
10.根据权利要求9所述的多组元合金成分-组织-性能图谱在开发CoCrFeNi系高熵合金中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种高通量建立多组元合金成分-组织-性能图谱的方法，其特征在于，具体步骤如下：
2.根据权利要求1所述的一种高通量建立多组元合金成分-组织-性能图谱的方法，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的一种高通量建立多组元合金成分-组织-性能图谱的方法，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的一种多组元合金成分-组织-性能图谱的高通量建立方法，其特征在于，
5.根据权利要求1所述的一种高通量建立多组元合金成分-组织-性能图谱的方法，其特征在于，步骤s3熔覆过程中，激光功率保持在550～750w之间，扫描速度在450～550mm/min之间；
6.根据权利要求1所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱礼龙，吕秀秀，刘文涛，阮晶晶，江亮，周鑫，张华，
申请(专利权)人：烟台大学，
类型：发明
国别省市：
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