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低Nb含量的CoCrFeNiNb_x合金退火后的组织演变和性能
1
作者 吴长军 李华宾 +3 位作者 曹煦 彭浩平 刘亚 苏旭平 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期462-472,共11页
在FCC型CoCrFeNi合金中添加少量Nb可起到固溶强化和第二相强化效果,但目前对Nb在FCC相中的溶解度及其对合金组织和性能的影响还不够了解。为此,本文基于热力学计算相图,实验研究了含1%~5%Nb(摩尔分数)的铸态CoCrFeNiNb_x合金在800~1200... 在FCC型CoCrFeNi合金中添加少量Nb可起到固溶强化和第二相强化效果,但目前对Nb在FCC相中的溶解度及其对合金组织和性能的影响还不够了解。为此,本文基于热力学计算相图,实验研究了含1%~5%Nb(摩尔分数)的铸态CoCrFeNiNb_x合金在800~1200℃真空退火前后的显微组织和显微硬度。结果表明:即使添加1%Nb,铸态CoCrFeNiNb_x合金中仍存在约3%的FCC+C14共晶组织。后凝固的FCC相中Nb含量可高达2.4%~3.1%,在800℃退火后可析出针状纳米级Mg_(3)Cd型τ相,使合金硬度提高约30HV。经1000℃或1200℃退火后,FCC相的成分均匀,Nb含量分别为1.6%和3.1%,与热力学计算结果一致。退火后,共晶组织中的C14 Laves相球化长大,层片组织消失,合金硬度降低。因此,添加少于3.1%Nb后再进行固溶及时效处理以析出τ相是提高FCC型CoCrFeNi合金强度的有效途径。 展开更多
关键词 高熵合金 成分偏析 相图 析出强化 显微组织
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600~1000℃退火处理对FCC型Co_(x)FeMnNi_(3-x)合金组织演变及耐蚀性的影响
2
作者 吴长军 朱付成 +3 位作者 王权 彭浩平 刘亚 苏旭平 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第18期200-206,共7页
在CoCrFeMnNi合金及不锈钢中,Cr对合金的耐蚀性起到关键作用,但目前对无Cr的Co-Fe-Mn-Ni合金的组织演变及耐蚀性影响的研究较少。本工作使用电弧熔炼法制备了一系列FCC型Co_(x)FeMnNi_(3-x)合金,并在600℃、800℃、1000℃真空退火120 h... 在CoCrFeMnNi合金及不锈钢中,Cr对合金的耐蚀性起到关键作用,但目前对无Cr的Co-Fe-Mn-Ni合金的组织演变及耐蚀性影响的研究较少。本工作使用电弧熔炼法制备了一系列FCC型Co_(x)FeMnNi_(3-x)合金,并在600℃、800℃、1000℃真空退火120 h,实验研究不同退火温度下Co_(x)FeMnNi_(3-x)合金的组织演变及耐蚀性变化规律。结果表明,铸态下这些合金均为枝晶组织,Co含量的增加使得枝晶更加发达。合金的耐蚀性随着Co含量的增加(Ni含量的降低)而逐渐降低。600℃退火后,合金组织整体仍为编织网状枝晶,但枝晶明显淡化,开始向等轴晶演变,晶粒间距增大,耐蚀性降低。600℃退火后的Co_(1.0)FeMnNi_(2.0)合金自腐蚀电流密度(2.19×10-^(6)A·cm^(-2))比铸态时提高了一倍。800℃退火后,Co_(1.0)FeMnNi_(2.0)合金的组织由大量等轴晶组成,其余合金组织仍有枝晶未完全消退。较为稳定的等轴晶使得合金的耐蚀性能提升,自腐蚀电流密度降低至0.68×10^(-6)A·cm^(-2)。退火温度提高到1000℃,合金完全由粗大的等轴晶组成,晶粒间结合紧密。1000℃退火后,Co_(1.0)FeMnNi_(2.0)合金自腐蚀电流密度为0.22×10^(-6)A·cm^(-2),拥有比304L不锈钢更高的耐蚀性。 展开更多
关键词 电弧熔炼 退火 高熵合金 显微组织 耐蚀性
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Al-Cr-Fe-Mn-Ni高熵合金中的L2_(1)相的相稳定性及其性能研究
3
作者 易慧 吴长军 +3 位作者 周琛 刘亚 陆晓旺 苏旭平 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期196-204,共9页
为开发兼具良好强度与塑性的BCC基高熵合金,可引入与基体共格的B2或L2_(1)相。L2_(1)相具有更好的抗蠕变性能,有望在高温环境中得到应用。但是,目前对BCC型高熵合金中L2_(1)相的存在规律、相稳定性及其对合金性能的影响还缺乏深入的研... 为开发兼具良好强度与塑性的BCC基高熵合金,可引入与基体共格的B2或L2_(1)相。L2_(1)相具有更好的抗蠕变性能,有望在高温环境中得到应用。但是,目前对BCC型高熵合金中L2_(1)相的存在规律、相稳定性及其对合金性能的影响还缺乏深入的研究。为此,本工作研究了电弧熔炼制备的铸态Al_(0.5)Cr_(2.5-x)FeMn_(x)Ni(x=0.5~1.75)、Al_(0.75)Cr_(2.25-y)FeMn_(y)Ni(y=0.25~1.5)、AlCr_(2-z)FeMn_(z)Ni(z=0.5~1.5)高熵合金的相组成,及800℃或1000℃真空退火120 h对合金组织和相组成的影响。研究表明,这些合金中L2_(1)相的成分特征由40%~50%(原子分数)Ni和15%~20%(原子分数)Al、Mn组成。L2_(1)相只存在于Al含量为10%~15%(原子分数)的合金中,且多以BCC+L2_(1)两相共存,获得的组织为编织网状的调幅分解组织。当Al含量达到20%(原子分数)后,合金则由BCC+B2两相构成。L2_(1)相的存在会使BCC型XRD特征峰出现明显的峰分裂。经过800℃或1000℃退火后,合金中L2_(1)相仍能稳定存在,合金显微组织发生粗化并会形成σ或FCC相。铸态合金的硬度随Mn含量的增加而降低,含L2_(1)相的合金的硬度在463HV~558HV范围内。800℃退火会使含5%~15%(原子分数)Mn的合金硬度降低70HV~100HV,但由于硬质σ相的析出,含20%~30%(原子分数)Mn的合金硬度提高200HV以上;1000℃退火后,由于软质FCC相的形成,合金的硬度略有降低,这些结果将为BCC型高熵合金的设计奠定基础。 展开更多
关键词 Al-Cr-Fe-Mn-Ni 高熵合金 L2_(1)相 硬度 相稳定性
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CoxMn2-xCrFeNi高熵合金的相稳定性 被引量：2
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作者 田梦云 吴长军 +3 位作者 刘亚 彭浩平 王建华 苏旭平 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第17期17067-17071,共5页
本工作通过磁控电弧炉制备了一系列Co x Mn 2-x CrFeNi(x=0.25—1.75)高熵合金,并利用XRD、SEM、EDS、DSC等手段研究了这些合金在铸态、800℃和1000℃退火720 h后的相稳定性。研究发现,Co含量不低于15%(原子分数)的Co x Mn 2-x CrFeNi... 本工作通过磁控电弧炉制备了一系列Co x Mn 2-x CrFeNi(x=0.25—1.75)高熵合金,并利用XRD、SEM、EDS、DSC等手段研究了这些合金在铸态、800℃和1000℃退火720 h后的相稳定性。研究发现,Co含量不低于15%(原子分数)的Co x Mn 2-x CrFeNi合金在铸态及800℃和1000℃退火720 h后均为FCC单相。铸态Co 0.25 Mn 1.75 CrFeNi为FCC+BCC两相,但经800℃或1000℃退火720 h后,该合金中的BCC相消失,Cr元素富集,转变为FCC+σ相。在800℃退火720 h后的Co 0.5 Mn 1.5 CrFeNi不仅从FCC基体中析出了σ相,还析出了富Cr的BCC相。DSC测试表明,FCC相的开始熔化温度随Co含量的增加而升高;σ相将在1097~1120℃分解。此外,基于TCFE数据库的热力学计算结果表明,虽然通过计算可以较准确地预测FCC相的稳定性,但是不能准确地预测BCC相和σ相的稳定性。也就是说,Co-Cr-Fe-Mn-Ni体系中σ相和BCC相的热力学模型参数还需要进一步优化。 展开更多
关键词 Co-Cr-Fe-Ni-Mn 高熵合金 退火 相稳定性 Σ相
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退火处理对Co_(x)CrFeMnNi_(2-x)高熵合金显微组织和耐蚀性的影响 被引量：4
5
作者 王权 吴长军 +3 位作者 徐雪薇 彭浩平 刘亚 苏旭平 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第11期139-145,共7页
通过电弧熔炼法制备了一系列fcc型Co_(x)CrFeMnNi_(2-x)(x=0.25~1.5)高熵合金,并于600~1000℃真空退火120~360 h,进而研究了Co和Ni含量、退火温度及时间对合金显微组织和耐蚀性的影响。结果表明,这些铸态合金均由fcc单相组成。600~1000... 通过电弧熔炼法制备了一系列fcc型Co_(x)CrFeMnNi_(2-x)(x=0.25~1.5)高熵合金,并于600~1000℃真空退火120~360 h,进而研究了Co和Ni含量、退火温度及时间对合金显微组织和耐蚀性的影响。结果表明,这些铸态合金均由fcc单相组成。600~1000℃退火后,除x=1.5的合金中会形成少量的hcp相外,其他合金没有相变。铸态Co_(x)CrFeMnNi_(2-x)合金主要由粗大的树枝晶组成,合金的耐蚀性随Co含量的增加而逐渐降低。600~1000℃退火会明显改变合金的金相显微组织。600℃退火后,由于晶界迁移截断枝晶主干,合金组织得到了细化;同时,由于粗大的晶界增多,合金耐蚀性明显降低。800℃退火120 h后,合金中形成了曲折的等轴晶界,但晶内仍有明显的网状编织的亚晶;此时,合金的耐蚀性得到大幅提升。进一步延长退火时间或升高退火温度可使晶界变得平滑细小,晶内的编织网状亚晶逐渐消失,合金的耐蚀性也将进一步提升。这些结果将为fcc型高熵合金的成分设计及组织调控提供依据。 展开更多
关键词 退火处理 高熵合金 显微组织 枝晶 耐蚀性
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