Ti对单相FCC的CoCrNi体系中/高熵合金组织与性能的影响

在CoCrNi三元、CoCrFeNi四元和Al_(0.3)CoCrFeNi五元合金中分别添加0.1~0.5(摩尔比)Ti,通过真空电弧炉制备出高硬度和高压缩强度的中/高熵CoCrNiTi_(x)、CoCrFeNiTi_(x)和Al_(0.3)CoCrFeNiTi_(x)合金棒材。Ti添加量为0.1的合金棒材(以下简称Ti_(0.1)合金,其余合金作相同处理)均保持单相FCC结构;Ti_(0.3)合金均出现少量的新相(η或R);CoCrNiTi_(0.5)合金由FCC+BCC+η+σ相组成,Al_(0.3)CoCrFeNiTi_(0.5)合金由FCC+BCC+R+B_(2)相组成,且二者微观组织均呈“花朵”状;而CoCrFeNiTi_(0.5)合金则由FCC+Laves+R+σ相组成,为树枝晶状结构。随着Ti含量的增加,三种体系合金的硬度均逐渐提高,且提高幅度按CoCrNiTi_(x)、Al_(0.3)CoCrFeNiTi_(x)、CoCrFeNiTi_(x)顺序降低,其中CoCrNiTi_(x)合金的硬度从CoCrNi合金的164HV提升至CoCrNiTi_(0.5)合金的865HV,提高幅度达427%。Ti_(0)和Ti_(0.1)合金均表现出优异的压缩塑性(不断裂),Ti_(0.3)和Ti_(0.5)合金的压缩屈服强度均显著提高,其中Al_(0.3)CoCrFeNiTi_(x)合金的压缩屈服强度从Al_(0.3)CoCrFeNiTi_(0.3)合金的630 MPa提高至Al_(0.3)CoCrFeNiTi_(0.5)合金的1642 MPa,提高幅度达160%;但抗压强度和压缩变形量有所降低。

Mg-8Gd-4Y-1Zn-0.5Al合金的室温轧制组织与力学性能

Mg-8Gd-4Y-1Zn-0.5Al(质量分数,%)合金铸态试样经均匀化和热挤压后获得挤压板材,分别对均匀化板材和挤压板材进行室温轧制和时效处理;采用OM、SEM、TEM和EBSD分析其微观组织结构,同时测试其硬度和拉伸力学性能,旨在研究上述合金在不同加工工艺下的组织与力学性能演变。结果表明:经室温轧制的均匀化板材组织由等轴晶转变为伴有孪晶的变形晶粒,再结晶处理后转变为静态再结晶晶粒;18R-LPSO结构发生收缩、聚集。峰时效处理后,部分晶粒内部析出大量层错和β′相,规定塑性延伸强度(Rp0.2)与抗拉强度较时效前分别提高24%和23%;室温轧制后,挤压板材的再结晶晶粒尺寸稍微增大,18R-LPSO结构出现不规则的弯曲与分层现象;时效后,板材的规定塑性延伸强度、抗拉强度和伸长率分别达到383 MPa、420 MPa和5.5%。

Nb含量对Al_(0.3)CoCrFeNi高熵合金组织与性能的影响

采用真空电弧炉制备了Al_(0.3)CoCrFeNiNb_(x)(x为摩尔比,x=0,0.1,0.3,0.5,0.7,1.0)高熵合金棒材,用X射线衍射(XRD)、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、显微维氏硬度计和万能试验机对合金的微观组织和性能进行了研究。结果表明,Al_(0.3)CoCrFeNi合金的微观组织为单相面心立方(fcc);添加Nb后,合金由fcc相和Laves相组成,并随着Nb含量的增加,Laves相体积分数逐渐增多;至Al_(0.3)CoCrFeNiNb_(1.0)时,基体相从fcc相变为Laves相。Al_(0.3)CoCrFeNiNbx合金组织随Nb含量变化经历了亚共晶到过共晶的转变,同时衍射峰(111)fcc先向小角度移动后向大角度移动,晶格常数先增大后减小。Nb元素的增加可以有效提高Al_(0.3)CoCrFeNiNb_(x)合金的强度和硬度,硬度呈近似线性增加,从Al_(0.3)CoCrFeNi合金的HV152提高至Al_(0.3)CoCrFeNiNb_(1.0)合金的HV 745,提高了390%;Al_(0.3)CoCrFeNi合金和Al_(0.3)CoCrFeNiNb_(0.1)合金呈现出优异的压缩塑性(不断裂);随着Nb含量的继续增加,Al_(0.3)CoCrFeNiNb_(x)合金的抗压强度先提高后降低,而塑性降低。Al_(0.3)CoCrFeNiNb_(0.5)合金具有最优的综合力学性能,其抗压强度和维氏硬度分别为2397 MPa和HV 613。

Mg-4Al-xNd铸造合金的组织与性能研究

采用金属型重力铸造获得Mg-4Al-xNd(x=0、1、2、3,质量分数,%)合金试样,采用光学金相显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪分析了合金的显微组织和相组成,并测试了其拉伸力学性能、硬度和导热性能。结果表明,Mg-4Al铸造合金的微观组织主要由α-Mg和β-Mg_(17)Al_(12)组成;添加1%的Nd后,形成针状和树突状Al_(11)Nd_(3)新相;添加2%~3%的Nd后,出现另一颗粒状新相Al_(2)Nd,β-Mg_(17)Al_(12)数量减少至完全消失。添加Nd可以有效提高合金的力学性能和导热性能,其中Mg-4Al-2Nd合金表现出最佳的综合性能,室温抗拉强度、伸长率、硬度(HV)和导热系数分别为209 MPa、15.0%、48.8和69.5 W/(m·K),与Mg-4Al合金相比分别提高了9%、30%、6%和13%。