激光熔化沉积Al_(x)CoCrFeNiMn组织与性能研究

为了探讨Al元素对Al_(x)CoCrFeNiMn (x=0,0.2,0.4,0.6,0.8,1.0)高熵合金(HEAs)相组成、显微组织、力学性能的影响,并得到具备高强度和高塑韧性的高熵合金成分。选用激光熔化沉积技术(LMD)制备Al_(x)CoCrFeNiMn HEAs块体,并对其进行宏微观形貌观察、相组成表征和力学性能测试。研究发现,随着x从0增加到1.0,晶粒沿〈100〉方向的择优取向性逐渐消失;显微组织由粗大的树枝晶到柱状晶再到类似于魏氏组织的层片状结构,并且晶粒逐渐细化;相组成由面心立方(fcc)向体心立方(bcc)+fcc结构转变;硬度、强度和耐磨性逐渐提高,Al_(0.8)合金的硬度为HV 292,抗拉强度为774.5 MPa,磨损率降低了53.5%;延伸率呈现先增加后降低的趋势,Al_(0.4)合金的延伸率最高为51.0%;随着Al含量进一步增加,合金延伸率出现恶化,Al_(0.8)合金的延伸率仅为5%。经综合对比,Al_(0.6)合金抗拉强度提高了41.7%,硬度提高了25.5%,延伸率与Al_(0)合金相近,兼备良好的强度和塑性。