一种低活化高强度抗辐照的高熵合金及其制备方法技术

本发明专利技术涉及合金材料技术领域，提出了一种低活化高强度抗辐照的高熵合金及其制备方法。所述合金的组分为(Fe<subgt;30.4</subgt;Cr<subgt;30.3</subgt;V<subgt;30.3</subgt;Ti<subgt;3.0</subgt;Ta<subgt;3.0</subgt;W<subgt;3.0</subgt;)<subgt;100‑</subgt;<subgt;x</subgt;C<subgt;x</subgt;，其中x为摩尔百分比，0.5≤x≤7。本发明专利技术的高熵合金在室温下的屈服强度均大于1300MPa，塑性变形量在15％以上，室温脆性得到极大缓解，相比于现有的低活化高熵合金，具有高强高韧、低成本等优势。此外，经高能低通量He等离子体辐照后，合金的抗辐照性能得到提升，可通过合金成分对材料力学性能与辐照性能进行调控。本发明专利技术低活化高熵合金作为聚变堆与新一代裂变堆的核用材料，解决了目前传统低活化核用材料成本较高、力学性能不足等问题，可进一步促进核能在航空、国防领域的应用和发展。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及合金材料，尤其涉及一种低活化高强度抗辐照的高熵合金及其制备方法。

技术介绍

1、核能的发展对解决世界能源问题意义重大，随着第四代核裂变反应堆、国际热核聚变实验堆研发的不断深入，核用结构材料所面临的服役环境日益复杂、极端，包括长期高温、高压、高剂量中子辐照、强腐蚀、摩擦磨损等，使得常规结构材料不能满足先进核反应堆的服役需求，亟需开发具备低活化特性的新型结构材料。

2、目前实际服役的低活化材料中，低活化钢具有较高的抗辐照能力与较低的热膨胀系数，容易大规模生产，然而其在高温下强度急剧下降，难以在核能领域持久应用；钒合金高温强度高、热塑性好，但其存在高温易氧化、难成形焊接等问题，限制了其大规模应用；碳化硅复合材料满足高温强度需求，但其制造加工困难，不易连接与密封。因此，用于第四代核裂变反应堆与聚变堆的低活化抗辐照合金材料有待进一步设计与开发。

3、近年来，高熵合金因其低活化、高强度、良好延展性、抗辐照与耐腐蚀等特性，成为有力的候选材料之一。现有研究中，如cocrfeni、fenimncr、ti2zrhfv0.5mo0.2等合金本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种低活化高强度抗辐照的高熵合金，其特征在于，所述合金的组分为(Fe30.4Cr30.3V30.3Ti3.0Ta3.0W3.0)100-xCx，其中x为摩尔百分比，0.5≤x≤7。

2.如权利要求1所述的一种低活化高强度抗辐照的高熵合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

3.如权利要求2所述的一种低活化高强度抗辐照的高熵合金的制备方法，其特征在于，步骤S2中，熔炼时先对W粒与Ta粒进行熔炼得到W-Ta合金，再放入V粒熔炼得到W-Ta-V合金，最后加入Fe块、FeC合金块、Cr片和Ti粒进行熔炼得到高熵合金。

4.如权利要求3所述的一种低活化高强...

【技术特征摘要】

1.一种低活化高强度抗辐照的高熵合金，其特征在于，所述合金的组分为(fe30.4cr30.3v30.3ti3.0ta3.0w3.0)100-xcx，其中x为摩尔百分比，0.5≤x≤7。

2.如权利要求1所述的一种低活化高强度抗辐照的高熵合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

3.如权利要求2所述的一种低活化高强度抗辐照的高熵合金的制备方法，其特征在于，步骤s2中，熔炼时先对w粒与ta粒进行熔炼得到w-ta合金，再放入v粒熔炼得到w-ta-v合金，最后加入fe块、fec合金块、cr片和ti粒进行熔炼得到高熵合金。

4.如权利要求3所述的一种低活化高强度抗辐照的高熵合金的制备方法，其特征在于，步骤s2中，每次熔炼合金时，合金锭在完全熔化之后保持3-5min，随后将合金锭翻面后重新熔炼，重复熔炼3-5次，熔炼时电流保持在18～20a。

5.如权利要求2所述的一种低活化高强度抗辐照的高熵合金的制备方法，其特征在于，步骤s2中...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭威，李龙丰，赵觅，吴树森，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：