热机械处理Al-Co-Fe-Ni共晶高熵合金组织性能研究

共晶高熵合金具有优异的强塑性匹配,同时还兼具传统共晶合金良好的铸造性能,对高熵合金的实际化应用有着重大的意义。而如何进一步提升共晶高熵合金的强塑性能,成为了高熵合金领域的研究热点。本文以Al-(21)Co_(19.5)Fe_(9.5)Ni_(50)共晶高熵合金为研究对象,探究了热机械处理对合金微观组织和拉伸力学性能的影响规律。并结合合金微观组织和相结构对合金应变硬化能力的影响,阐明了热机械处理条件下合金的变形机制及其对合金力学性能的影响。结果表明,经过热机械处理后合金由共晶层片组织转变为近完全等轴晶组织,且FCC相中析出L1_(2)相。热机械处理后合金在拉伸变形过程中,随着应变量的增加FCC相内位错密度增加,B2相发生应力诱发马氏体相变而形成具有相互交错孪晶结构的L1_(0)相,最终在FCC相与B2相双重强化机制下,表现出更高的屈服强度(551 MPa)和断裂伸长率(10.2%),加工硬化率曲线出现显著变化。

退火温度对Al-Co-Fe-Ni共晶高熵合金组织性能的影响

良好的延展性是合金成形能力的重要影响因素,尽管共晶高熵合金具有良好的铸造性能,但有限的延展性限制了其实际应用。本文采用热轧和退火工艺来克服共晶高熵合金这一问题,探究热轧后不同退火温度对Al21.5Co19.5Fe9.5Ni50共晶高熵合金微观组织和力学性能的影响。结果表明,当退火温度为700℃时,合金的断裂强度和断裂伸长率达到最优,分别为1211 MPa和14%。其优异强塑性匹配来自于热轧-700样品在拉伸变形过程中,FCC相内出现大量位错并在相界面处堆积,B2相由于相界面处的高局部应力导致应力诱发马氏体相变转变L10孪晶马氏体,合金产生了TRIP效应,使其达到最优的强塑性匹配。