原位自生碳化物增强CoCrFeNi高熵合金的显微组织与力学性能

作     者：陈瑞润 陈秀刚 高雪峰 秦刚 宋强 崔洪芝 CHEN Ruirun;CHEN Xiugang;GAO Xuefeng;QIN Gang;SONG Qiang;CUI Hongzhi

作者机构：山东科技大学材料科学与工程学院 哈尔滨工业大学材料科学与工程学院 

出 版 物：《材料导报》 (Materials Reports)

年 卷 期：2022年第36卷第14期

页      面：27-32页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

基　　金：国家自然科学基金(51825401)~~ 

主　　题：高熵合金 碳化物 微观组织 力学性能 固溶强化 

摘      要：为了提高面心立方(FCC)相高熵合金的强度，将Ti和C元素添加到FCC单相CoCrFeNi高熵合金中以实现强化效应。利用真空电弧熔炼法制备(CoCrFeNi)(TiC)(x=0、2、4、6、8(原子分数，%))高熵合金，研究了不同含量的Ti和C元素对CoCrFeNi合金显微组织和力学性能的影响。结果表明，添加Ti和C元素后，合金的微观结构由单一的FCC相转变为FCC基体相和原位自生富Ti碳化物，富Ti碳化物的形成并未改变基体相类型。富Ti碳化物沿着枝晶间凝固，呈片层状并相互连接形成网状组织。随着Ti和C含量的增加，FCC基体相含量逐渐降低，富Ti碳化物体积分数逐渐增大至12%。拉伸测试结果表明，随着富Ti碳化物含量的增加，合金的屈服强度和抗拉强度不断提高，延伸率呈下降趋势，当x=8时，抗拉强度从409 MPa(x=0)提升到618 MPa,同时合金能维持可应用的塑性，延伸率可达15.7%。硬度测试结果表明，随着富Ti碳化物含量的增加，合金的硬度呈上升趋势，当x=8时，硬度值为253HV。原位自生富Ti碳化物产生的第二相强化、固溶强化和枝晶间片层状、网状组织的协同效应使合金强度得到提升，同时合金还保持了较好的塑性。