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高熵合金以高硬度、高强度、良好的耐温性与耐蚀性为主要性能特征。由于高熵合金在设计理念以及合金的微观结构与性能上与传统合金的理论有很大差别,通过对高熵合金组织、结构与性能的研究,可以扩展合金研究的新思路与新方向。
在经过对元素间互溶性、原子半径差、电负性等条件的比较后,Cr、Fe、Mn、Cu四种元素做为高熵合金基本组成元素并在此基础上通过加入Ni,Co,Al元素作为主元组成了NiCoCrFeMnCu,AlCoCrFeMnCu,NiAlCrFeMnCu三组六元高熵合金。
实验分别对这三组XYCrFeMnCu系列六元高熵合金进行了:微观金相组织研究,合金腐蚀性能测试,合金维氏硬度测试,合金热锻造性能测试,合金压缩性能测试。这些研究与测试涵盖了金属材料的:微观组织分析,抗腐蚀性能,硬度、热稳定性、热硬性、抗裂纹扩展能力、塑性变形能力等综合力学性能的测试。通过试验发现:
1.三组六元高熵合金在微观结构方面表现出较为简单的晶体结构和微观组织。
2.在腐蚀测试中发现NiCoCrFeMnCu合金的抗多种酸、碱液腐蚀性能十分突出。
3.在硬度测试中,测得三组高熵合金的硬度值分别达到了:HV210±10,HV446±22,HV464±23。
4.三组高熵合金在热锻造试验中只有NiCoCrFeMnCu合金表现出了较好的变形性能与抵抗裂纹扩展性能。
5.在压缩试验中NiCoCrFeMnCu合金表现出了良好的塑性变形能力,AlCoCrFeMnCu,NiAlCrFeMnCu合金则表现出了比较典型的屈服过程。