冷軋+退火對(duì)CoCrNi中熵合金顯微組織和力學(xué)性能的影響

張明旭, 徐 旺, 李涌泉, 董福元,3

(1. 北方民族大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院, 寧夏 銀川 750021;2. 北方民族大學(xué) 機(jī)電工程學(xué)院, 寧夏 銀川 750021;3. 北方民族大學(xué) 粉體材料與特種陶瓷重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 寧夏 銀川 750021)

高熵合金由5種或更多主元元素以等原子比或接近等原子比的多組元元素構(gòu)成,高構(gòu)型熵有助于固溶體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性[1-2],這使高熵合金形成簡單的固溶體結(jié)構(gòu)而不是金屬間化合物。多組元元素的不同原子尺寸會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的晶格畸變[3]。(中)高熵合金因其卓越的力學(xué)性能而被研究者關(guān)注[4],尤其是在低溫下的力學(xué)性能更為突出。然而,在室溫下,許多(中)高熵合金表現(xiàn)出較低的屈服、抗拉強(qiáng)度。因此通過晶粒細(xì)化、沉淀強(qiáng)化等[5]方法強(qiáng)化(中)高熵合金就顯得尤為重要。晶粒細(xì)化是最有效的強(qiáng)化方法,純金屬材料減小晶粒尺寸到納米級(jí)范圍可以提高強(qiáng)度到吉帕級(jí),但納米晶體材料及其合金經(jīng)常受塑性限制[6]。冷軋和退火是調(diào)節(jié)組織和優(yōu)化大塊材料力學(xué)性能最有效的手段之一,已經(jīng)廣泛應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)中[7-8]。等原子比CoCrNi中熵合金(MEA)經(jīng)過冷軋和退火后,在不犧牲韌性的前提下,強(qiáng)度提高顯著[9]。Zheng等[10]運(yùn)用冷軋和退火制備出具有非均勻組織的CoCrNi中熵合金,具有卓越的強(qiáng)度-韌性配比。本文研究了低溫(-196 ℃)、室溫(25 ℃)冷軋和退火后CoCrNi中熵合金的顯微組織和力學(xué)性能,以期使合金具有良好的強(qiáng)度-韌性配比。

1 試驗(yàn)材料與方法

試驗(yàn)在真空感應(yīng)熔煉爐和高純氬氣氣氛下混合多種高純金屬(99.9wt%),為保證合金成分均勻,經(jīng)多次熔煉及均勻化處理后得到鑄態(tài)CoCrNi中熵合金。……