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多主元高熵合金的研究进展

热加工工艺 2013年第18期42卷 13-14,19页

作者：张霞孙宏飞郭娜娜李冲山东科技大学材料科学与工程学院山东青岛266590

阐述了多主元高熵合金的最新研究进展,介绍了几种高熵合金的制备方法及优异性能,并展望了其广阔应用前景。

关键词：多主元高熵合金制备方法研究进展

Al_xCoCrCuFeNi多主元高熵合金的组织与力学性能

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特种铸造及有色合金 2009年第6期29卷 579-581页

作者：温丽华寇宏超王一川常辉李金山胡锐周廉西北工业大学凝固技术国家重点实验室

采用X射线衍射、扫描电镜和压缩试验等手段,研究了不同条件下AlxCoCrCuFeNi多主元高熵合金的组织与力学性能。结果表明,铸态合金为典型的树枝晶组织,枝晶间存在明显的Cu富集;随着Al含量的增多,FCC相含量减少,BCC相含量增多,从而导致AlxC... 详细信息

采用X射线衍射、扫描电镜和压缩试验等手段,研究了不同条件下AlxCoCrCuFeNi多主元高熵合金的组织与力学性能。结果表明,铸态合金为典型的树枝晶组织,枝晶间存在明显的Cu富集;随着Al含量的增多,FCC相含量减少,BCC相含量增多,从而导致AlxCoCrCuFeNi具有较高的屈服强度,而且塑性应变量超过5.8%。

关键词：多主元高熵合金微观结构力学性能

多主元高熵合金AlFeCuCoNiCr的微观结构

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理化检验（物理分册） 2011年第7期47卷 407-410,417页

作者：郭娜娜孙宏飞王刚牛占蕊袁博李忠丽山东科技大学材料科学与工程学院青岛266510 德州科技职业学院青岛266510

依据多主元高熵合金的设计理念,采用真空电弧炉熔炼等摩尔比多主元高熵合金AlFeCuCoNiCr,研究合金的组织结构。研究发现:AlFeCuCoNiCr合金的铸态组织是典型的树枝晶,并有纳米析出相和非晶相形成;合金存在严重的成分偏析现象,铜偏聚于枝... 详细信息

依据多主元高熵合金的设计理念,采用真空电弧炉熔炼等摩尔比多主元高熵合金AlFeCuCoNiCr,研究合金的组织结构。研究发现:AlFeCuCoNiCr合金的铸态组织是典型的树枝晶,并有纳米析出相和非晶相形成;合金存在严重的成分偏析现象,铜偏聚于枝晶间;合金形成了简单的面心立方+体心立方(FCC+BCC)结构和少量金属间化合物。

关键词： AlFeCuCoNiCr 多主元高熵合金成分偏析超点阵纳米析出非晶相

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多主元高熵合金组织性能及塑性变形分析

科技视界 2019年第22期 52-53页

作者：贾彦军天津工业大学

合金材料是由两种或两种以上的金属与非金属经一定方法所合成的具有金属特性的物质。目前,我国许多加工制造行业都会使用合金作为基础原材料。其能够弥补金属材料自身的不足之处,比如,单一的金属材料成本高,使用寿命短,受到潮湿空气影... 详细信息

合金材料是由两种或两种以上的金属与非金属经一定方法所合成的具有金属特性的物质。目前,我国许多加工制造行业都会使用合金作为基础原材料。其能够弥补金属材料自身的不足之处,比如,单一的金属材料成本高,使用寿命短,受到潮湿空气影响会发生腐蚀的问题等等。因此,合金材料的制作工作成为了目前相关材料制作行业的重点研究方向。而多主元高熵合金是现阶段合金当中的主要类型,本文就结合这种合金材料的组织结构及相关性能进行分析,并介绍合金塑性变形的原理及操作方法。

关键词：多主元高熵合金组织性能塑性变形

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多主元高熵合金材料的研究进展

新技术新工艺 2022年第2期410卷 10-14页

作者：蒲科锦王廷军孟东何董权中船重工第七一三研究所河南郑州450052

多主元高熵合金作为近期新研发的新结构多主元合金材料,与以往合金设计理念不同的是,它打破了旧的合金设计思路,具有多主元(超过5种)并且各个主元原子分数低于35%。高熵合金的结构和特性与旧理念下设计的合金相比有较大的差别。在对高... 详细信息

多主元高熵合金作为近期新研发的新结构多主元合金材料,与以往合金设计理念不同的是,它打破了旧的合金设计思路,具有多主元(超过5种)并且各个主元原子分数低于35%。高熵合金的结构和特性与旧理念下设计的合金相比有较大的差别。在对高熵合金的结构、工艺性能、含义和现阶段的研究水平进行了重点阐述的基础上,针对多主元高熵合金的定义、制备方法、结构特点、性能特点进行分析和研究总结,重点分析了多主元高熵合金在结构上的微观简单化、纳米和非晶态以及热力学角度相对稳定性,探讨了多主元高熵合金的耐磨耐蚀、耐高温、高强度等性能特点,结合目前国内外多主元高熵合金的研究进展,对高熵合金的发展做了进一步的展望。

关键词：多主元高熵合金成型工艺组织性能

FeCoNiCuAl系多主元高熵合金组织与性能的研究

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FeCoNiCuAl系多主元高熵合金组织与性能的研究

作者：连世海南昌大学

学位级别：硕士

相比传统合金,多主元高熵合金不仅由简单的相组成,而且还具有高硬度、高强度、良好抗磨性及耐腐蚀性等优异的性能,因此多主元高熵合金逐渐成为新型金属材料领域中备受关注的研究热点。本文以FeCoNiCuAl系多主元高熵合金为研究对象,采用... 详细信息

相比传统合金,多主元高熵合金不仅由简单的相组成,而且还具有高硬度、高强度、良好抗磨性及耐腐蚀性等优异的性能,因此多主元高熵合金逐渐成为新型金属材料领域中备受关注的研究热点。本文以FeCoNiCuAl系多主元高熵合金为研究对象,采用了X射线衍射仪(XRD)、金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、显微硬度测试、压缩性能测试等实验分析方法,研究了Al和Cu含量对FeCoNiCuAl系多主元高熵合金组织结构(相结构及组成、微观组织、元素分布)和性能(硬度、压缩性)的影响。同时,本文还研究了退火温度对冷轧态FeCoNiCuAl高熵合金组织结构和硬度的影响。结果表明:(1)在FeCoNiCuAl(x=0.5、1.0、1.5、2.0)多主元高熵合金中,四种合金都由简单的fcc结构和bcc结构相组成,但随着Al含量的增加,bcc相体积分数增多,fcc相体积分数减少,当x=2.0时,合金主要为bcc相,只有少量的fcc相。四种合金铸态下均为典型的树枝晶组织,枝晶间存在明显的Cu富集,并且随着Al含量的增加加剧了Cu元素的偏析程度。同时,FeCoNiCuAl合金的显微硬度和屈服强度也随Al含量的增加而增大,FeCoNiCuAl2.0合金的显微硬度和屈服强度达到了最大值,分别为568 HV和1435 MPa,但是该合金体系的塑性却随Al含量的增加而呈降低的趋势。(2)在FeCoNiAlCu(x=0.5、0.8、1.0、1.5)多主元高熵合金中,四种合金也均由fcc结构相和bcc结构相组成,但随着Cu含量的增加,fcc相体积分数增多,而bcc相体积分数减少;四种合金铸态下均为典型的树枝晶组织,枝晶间存在明显的Cu富集,并且随着Cu含量的增加而加剧了Cu元素在枝晶间的富集,但在枝晶内没有变化。同时,FeCoNiAlCu合金的显微硬度和屈服强度均随Cu含量的增加而降低,FeCoNiAlCu0.5合金的显微硬度最高,达到569 HV,FeCoNiAlCu0.8合金的屈服强度最大,为1256 MPa,但是该合金体系的塑性却是随着Cu含量的增加而显著提高,FeCoNiAlCu1.5合金的塑性最好,其压缩应变高达36.1%。此外,Cu元素含量对该合金体系的断裂类型也有明显的影响,从合金FeCoNiAlCu0.5的解理断裂演变到合金FeCoNiAlCu1.5的塑性断裂。(3)对冷轧态FeCoNiCuAl多主元高熵合金进行不同温度退火处理。当退火温度为700-900℃时,合金的显微组织形貌均表现为典型的树枝晶组织,枝晶由fcc相构成,枝晶间由bcc相构成。但当退火温度升高到1000℃时,合金中只含有fcc相,同时促进了元素的均匀分布,消除了部分枝晶偏析。此外,合金的显微硬度随退火温度升高而呈先增大后减小趋势,在700℃时,合金显微硬度达到最大值为418 HV,且经过退火处理的合金的显微硬度均高于冷轧态的显微硬度。

关键词：多主元高熵合金相组成微观组织显微硬度压缩性能

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多主元合金的研究进展

燕山大学学报 2020年第4期44卷 331-339页

作者：李工张翼飞马一墨刘兴硕卢烨燕山大学亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室河北秦皇岛066004

从多组元非晶合金被发现到现在发展得如火如荼,花了将近半个世纪的时间。在这其间又有人发现多主元固溶体,被定义为高熵合金,而后几年高熵合金一跃成为材料科学领域研究的一大热点。本文结合国家基金资助情况,概述了多组元非晶态合金到... 详细信息

从多组元非晶合金被发现到现在发展得如火如荼,花了将近半个世纪的时间。在这其间又有人发现多主元固溶体,被定义为高熵合金,而后几年高熵合金一跃成为材料科学领域研究的一大热点。本文结合国家基金资助情况,概述了多组元非晶态合金到多主元高熵合金的进展之路,对两种材料的定义、结构、性能及潜在应用作了对比研究及总结,并对多主元高熵合金领域的未来发展趋势进行了展望。

关键词：多组元非晶合金多主元高熵合金研究进展国家基金

定向凝固对CuCrFeNiMn系多主元合金组织及力学性能的影响研究

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定向凝固对CuCrFeNiMn系多主元合金组织及力学性能的影响研究

作者：邱明星哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

在众多的合金领域中,多主元高熵合金是一个新兴起的领域,自2004年叶均蔚等人提出其合金设计理念后,引起了研究学者的广泛关注。多主元高熵合金通常由相等或接近等摩尔比的五个或更多个主元素及次要元素组成,是通过它们显著的相对高的混... 详细信息

在众多的合金领域中,多主元高熵合金是一个新兴起的领域,自2004年叶均蔚等人提出其合金设计理念后,引起了研究学者的广泛关注。多主元高熵合金通常由相等或接近等摩尔比的五个或更多个主元素及次要元素组成,是通过它们显著的相对高的混合熵产生新的固溶相。这种合金理念打破了传统合金设计模式,并通过元素选择,使其具有优异的性能。目前,多主元高熵合金的研究仍处于起步阶段,相关理论体系还需要继续完善。定向凝固技术能够有效降低合金成分偏析、组织疏松等铸造缺陷,消除横向晶界,进而改善合金的性能。然而,关于定向凝固高熵合金的研究很少,因此本论文采用定向凝固技术优化高熵合金性能。本文采用电弧熔炼制备CuCrFeNiMn系多主元合金,并采用定向凝固技术优化合金的性能,研究了不同抽拉速率(5μm/s,10μm/s,30μm/s,150μm/s)对合金显微结构及力学性能的影响。通过对合金元素选择,重点研究了Ti和Zr元素添加对CuCrFeNiMn多主元合金显微组织与力学性能的影响。另外,本文分别计算了各合金体系的混合熵(ΔS)、混合焓(ΔH)、原子尺寸差(δ)和价电子浓度参数(VEC),理论预测合金体系的相结构和稳定性。研究表明,CuCrFeNiMn合金铸态及定向凝固态下主要存在FCC晶体结构,定向凝固后,当抽拉速率(5μm/s,10μm/s)较低时,合金的(200)衍射峰明显增强,定向凝固低抽拉速率下合金可能形成了强的织构;在抽拉速率为30μm/s和150μm/s时(200)衍射峰的强度大大降低,(111)衍射峰的强度增加,高的抽拉速率使织构组分发生了变化。合金组织主要由枝晶和枝晶间区域组成,元素分析表明铸态下枝晶富含Cr、Fe元素,枝晶间富含Cu、Ni、Mn元素,定向凝固态后枝晶和枝晶间元素组分差异明显减小,合金成分趋于均匀化。定向凝固5μm/s时,合金的延伸率达到58%,在拉伸强度和屈服强度几乎保持不变情况下延伸率较铸态提高26%以上,随着抽拉速率增加到10μm/s,屈服强度有所下降而延伸率达到最大66%,继续增加抽拉速率时延伸率也开始下降。定向凝固后,随着抽拉速率的增加,硬度呈轻微下降的趋势,合金的断裂方式表现为韧性断裂。添加Ti元素后,铸态下CuCrFeNiMnTi高熵合金由FCC+少量BCC固溶体相组成,随着Ti含量的增加,CuCrFeNiMnTi高熵合金由FCC固溶体相、BCC固溶体相及NiTi金属间化合物组成。显微组织均为典型的树枝状结构,元素分析表明Ti元素在枝晶间偏析较严重。合金随着Ti含量的增加,硬度显著提高,CuCrFeNiMnTi合金硬度高达550.9 HV,由于金属间化合物的出现,使得合金出现硬脆现象。CuCrFeNiMnTi表现了较好的拉伸性能,屈服强度为311.82 MPa,抗拉强度达到720.75 MPa,延伸率为15%。定向凝固后,CuCrFeNiMnTi在30μm/s时的综合性能良好,拉伸强度为626.60 MPa,延伸率为18%,较铸态合金提高17%以上,合金的断裂方式为脆性断裂。尽管Ti添加后合金延伸率下降,但屈服强度和抗拉强度有很大提高。添加Zr元素后,CuCrFeNiMnZr(x=0.5、1.0)高熵合金的晶体结构主要为FCC+BCC晶体结构,与理论计算结果相吻合。显微组织为典型的树枝状结构,元素分析表明Zr元素在枝晶间偏析较严重。随着Zr含量的增加,晶格畸变加剧,合金中BCC固溶体相含量增加,FCC固溶体相减少,合金的硬度显著提高,CuCrFeNiMnZr硬度达到600.34 HV。该合金在拉伸过程中不发生塑性变形,在较小的应力值下就已发生脆性断裂。

关键词：多主元高熵合金定向凝固显微组织力学性能理论计算

铜镍合金的强韧化行为及其微观机制的研究进展

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材料导报 2021年第S02期35卷 372-375,380页

作者：金城焱杜兴蒿闫霏史传鑫盖业辉黄志青李万鹏武保林段国升王大鹏沈阳航空航天大学材料科学与工程学院沈阳110136 香港城市大学材料科学与工程系九龙999077

近年来,高性能铜镍合金因其具有优异的性能成为了研究热点。本文综述了一些高强韧铜镍合金的研究进展,重点对该系列铜镍合金的强韧化行为及其微观机制进行了讨论与分析。最后给出了高强韧铜镍合金特别是多主元高强铜镍合金的发展趋势。

关键词：高强铜镍合金结构材料强韧化机制多主元高熵合金