铸态AlCoCrFeNi_(2.1)共晶高熵合金的拉伸断裂机理

对铸态AlCoCrFeNi_(2.1)共晶高熵合金的拉伸强度、压缩强度以及折弯强度进行了测试和分析,同时通过原位拉伸实验对其断裂机理进行分析。结果表明:铸态AlCoCrFeNi_(2.1)共晶高熵合金表现出优异的力学性能,其拉伸强度为1005 MPa,断裂应变为15.4%。合金的拉伸断裂形式为脆性断裂加韧性断裂的混合断裂模式,体心立方相B2发生脆性穿晶断裂形成解理面,面心立方相产生塑性变形,微孔不断汇聚长大最终断裂从而形成塑性断裂的韧窝形貌。通过原位拉伸实验,发现在单轴拉应力作用下,面心立方相首先产生塑性变形,而体心立方相不发生塑性变形,仅仅储存大量内应力,之后在体心立方相薄弱区形成微裂纹释放应力;伴随载荷持续增大在裂纹尖端产生应力集中效应,促使该裂纹不断扩展,同时又有新的微裂纹在附近产生;继续增大载荷微裂纹逐渐融合,形成主裂纹,伴随主裂纹扩展同时形成新的微裂纹;形成“生成微裂纹-扩展-聚合-形成主裂纹-进一步扩展”的循环,直至最终断裂。

不同轧制温度对AlCoCrFeNi_(2.1)共晶高熵合金组织与力学性能的影响

AlCoCrFeNi_(2.1)共晶高熵合金是由体心立方相和面心立方相交替排布的层片状组织构成。这种独特的组织形式使其具有良好的力学性能,从而受到广泛关注。以粗大层片状存在的硬脆体心立方相限制了AlCoCrFeNi_(2.1)共晶高熵合金力学性能的进一步提升。本工作基于此提出使用热轧及退火处理的方法对铸态AlCoCrFeNi_(2.1)高熵合金进行轧制改性处理,从而进一步提升AlCoCrFeNi_(2.1)共晶高熵合金的力学性能。本试验热轧温度分别选取800℃、1000℃和1200℃,通过力学性能测试、X射线衍射相分析、组织分析等相关试验,探究不同温度对AlCoCrFeNi_(2.1)共晶高熵合金性能的影响。结果表明:经轧制后材料的抗拉强度和延伸率均得到提高,轧制温度为800℃时材料的抗拉强度为1475 MPa、延伸率为20.4%,性能提升最佳,较铸态合金分别提升46.8%和32.5%;轧制温度为1000℃时性能提升最弱;三种温度下硬度变化规律与强度变化规律一致,经800℃轧制后材料硬度值达到最大值,维氏硬度值为427HV,较铸态提高了37.7%。轧制温度为800℃和1000℃时,在垂直轧制法向面上,体心立方基体中析出白色颗粒状析出相,并且在1000℃时颗粒尺寸明显增大;而在垂直轧制横向面上,当轧制温度为1000℃和1200℃时,面心立方基体上发现棒状和球状的析出相,其中球状析出相与基体体心立方相有着相同的成分和结构。