CN102766797B - 一种多主元合金 - Google Patents
一种多主元合金 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102766797B CN102766797B CN201110114536.2A CN201110114536A CN102766797B CN 102766797 B CN102766797 B CN 102766797B CN 201110114536 A CN201110114536 A CN 201110114536A CN 102766797 B CN102766797 B CN 102766797B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- alloy
- principal
- solid solution
- many pivots
- mechanical properties
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 229910001325 element alloy Inorganic materials 0.000 title abstract 6
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 63
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 63
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 13
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 13
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 6
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 abstract description 9
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 abstract description 4
- 239000007769 metal material Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 2
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 abstract 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 abstract 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 7
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- 229910000967 As alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000952 Be alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052728 basic metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003818 basic metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229910052790 beryllium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 239000002159 nanocrystal Substances 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Materials For Medical Uses (AREA)
Abstract
一种多主元合金涉及一种新型多组元金属材料，更具体地说，是涉及一种性能优异的多主元合金。本发明提供了一种多主元合金。合金中采用碱金属Be元素固溶于合金之中，通过固溶强化作用促进和改善合金的机械性能。其组成按摩尔比计为，Al:0.5~1.3，Co：0.75~1.3，Cr：0.5~1.4，Fe：0.9~1.2，Ni：0.8~1.2，Be：0~4。其具有简单的体心立方固溶体组织结构，Be元素固溶于合金基体之中，通过固溶强化作用改善合金的力学性能，表现出优异的综合力学性能，具有较高的强度和较大的塑性应变，展现出良好的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种新型多组元金属材料，更具体地说，是涉及一种性能优异的多主元合金。
背景技术
多主元合金相较于传统的金属及其合金，表现出更高的硬度、优异的耐磨和耐腐蚀性能。组成多主元合金的主要组元多元化，主要组元达到5种或者以上，使得合金的成分具有了更多的调节空间，进而导致不同性能以满足不同使役环境对材料的要求。因而，多主元合金的研究，必将丰富材料科学领域的研究，并拓宽该类材料的应用领域。
迄今，针对多主元合金，研究者们研究了合金化元素或者热处理等工艺对于合金组织结构、相组成、机械性能、摩擦磨损和腐蚀性能的影响；多主元合金的组织结构形成及演化机理；积极探索多主元合金的应用领域。研究者们研究的多主元合金的组成元素主要包括Al、Ti、V、Cr、Fe、Co、Ni、Cu和Zr等主族和过渡族元素。
发明内容
本发明就是针对上述问题，提供了一种高性能的具有简单固溶体组织结构的多主元合金。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案，合金中采用碱金属Be元素固溶于合金之中，通过固溶强化作用促进和改善合金的机械性能。
合金的组成按摩尔比计为，Al :0.5~1.3，Co：0.75~1.3， Cr：0.5~1.4，Fe：0.9~1.2，Ni：0.8~1.2，Be：0~4。
合金结构主要为体心立方。
所述合金的压缩屈服强度1260-2480 MPa，压缩断裂强度2300-2800 MPa，压缩总应变量3-28 %。
当合金组成按摩尔比计为，Al ：Co：Cr：Fe：Ni：Be=1:1:1:1:1。.合金的压缩屈服强度：2300 MPa，压缩断裂强度：2800 MPa，压缩塑性应变：7 %。
本发明的有益效果：
1、本发明Al-Co-Cr-Fe-Ni-Be多主元合金具有简单的体心立方固溶体组织结构，Be元素固溶于合金基体之中，通过固溶强化作用改善合金的力学性能，表现出优异的综合力学性能，具有较高的强度和较大的塑性应变，展现出良好的应用前景。
2、本发明具有简单固溶体组织结构的多主元合金通过常规的铜模浇铸即可被成功获得，无需后续处理，因而制备工艺简单。
附图说明
图1为AlCoCrFeNiBex (x=0、0.1、0.2、0.5、1.0和1.5)合金的XRD曲线。由图1可见，合金的组织结构主要为bcc固溶体结构，随着Be含量的增加，逐渐析出了一些未知的晶态相。
图2为AlCoCrFeNiBex合金：(a) 0、(b) 0.1、(c) 0.2、(d) 0.5、(e) 1.0和(f) 1.5的背散射照片。由图可见，当Be含量小于等于0.2%的时候，组织为单一均匀的固溶体结构。随着Be含量的进一步提高，一种白色相在晶界上富集并开始长大，组织结构变得复杂。
图3为AlCoCrFeNiBex合金的TEM照片：(a) 0.1、(b) 0.5和(c) 1.5。TEM照片表明，当Be含量为0.1%时，合金的组织呈现为网格状结构。当Be含量为0.5%时候，合金的组织结构没有太大的改变，但是网格之间的间距增大。Be含量为1.5%的时候，合金的组织发生较大的改变，一些粗大的圆形和条状的白色晶体析出，而周围基体则析出十分细小的纳米晶体。
图4为AlCoCrFeNiBex (x=0、0.1、0.2、0.5、1.0和1.5)合金的压缩应力-应变曲线。由图4可见，随着Be含量的升高，合金的压缩屈服和断裂强度逐渐升高，而压缩塑性变形量逐渐减小。
具体实施方式
实施例1
选择的多主元合金为AlCoCrFeNiBe0.1（角标为摩尔比）。
本发明AlCoCrFeNiBe0.1母合金的冶炼方法为常规技术，本实施例母合金冶炼具体工艺参数与工艺过程如下：
本实施例所用的原材料分别为Al、Co、Cr、Fe、Ni、Be高纯金属(纯度不低于99 wt.%)；母合金锭采用电弧熔炼，首先将工作腔抽真空至10-3～10-4Pa，然后再通入高纯氩气(纯度为99.99 wt.%)进行熔炼；熔炼合金之前，首先将电弧炉中的纯Ti金属锭熔化，通过氧化反应形成氧化钛以进一步降低工作腔内氧的分压；为保证合金铸锭的成分尽可能均匀，每个合金铸锭均需要反复熔炼3～5次；将合金铸锭压碎成小块，将5g小块合金放入底部带有小孔（直径1～1.5 mm ）的石英管内后，将工作腔抽真空至10-3～10-4Pa，再进行感应熔炼，采用铜模浇铸的方法来制备，用高纯氩气将石英管内的合金熔体喷入正下方的铜模，进行铜模浇铸，获得直径为5 mm棒状样品。
由图1-4可知，本实施例合金的晶体结构为简单的bcc单一固溶体结构。压缩屈服强度达到1354 MPa，压缩断裂强度达到2400 MPa，总应变达到24 %。
实施例2
与实施例1不同之处在于：
选择的多主元合金为AlCoCrFeNiBe0.5（角标为摩尔比）。本实施例合金压缩屈服强度达到1900 MPa，压缩断裂强度达到2490 MPa，总应变达到12 %。
实施例3
与实施例1不同之处在于：
选择的多主元合金为AlCoCrFeNiBe1.0（角标为摩尔比）。在本实施例合金压缩屈服强度达到2300 MPa，压缩断裂强度达到2800 MPa，总应变达到7 %。
实施例4
与实施例1不同之处在于：
选择的多主元合金为AlCoCrFeNiBe1.5（角标为摩尔比）。在本实施例合金压缩屈服强度达到2500 MPa，压缩断裂强度达到2750 MPa，总应变达到4 %。
Claims (5)
1.一种多主元合金，其特征在于，其组成按摩尔比计为，Al：0.5～1.3，Co：0.75～1.3，Cr：0.5～1.4，Fe：0.9～1.2，Ni：0.8～1.2，Be：0.1～4。
2.根据权利要求1所述的多主元合金，其特征在于，其组成按摩尔比计为，Al：Co：Cr：Fe：Ni：Be＝1：1：1：1：1。
3.根据权利要求1所述的多主元合金，其特征在于，其结构主要为体心立方。
4.根据权利要求1所述的多主元合金，其特征在于，所述合金的压缩屈服强度：1260-2480MPa，压缩断裂强度：2300-2800MPa，压缩总应变量：3-28％。
5.根据权利要求2所述的多主元合金，其特征在于，所述合金的压缩屈服强度：2300MPa，压缩断裂强度：2800MPa，压缩塑性应变：7％。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201110114536.2A CN102766797B (zh) | 2011-05-04 | 2011-05-04 | 一种多主元合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201110114536.2A CN102766797B (zh) | 2011-05-04 | 2011-05-04 | 一种多主元合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102766797A CN102766797A (zh) | 2012-11-07 |
| CN102766797B true CN102766797B (zh) | 2014-01-08 |
Family
ID=47094361
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201110114536.2A Active CN102766797B (zh) | 2011-05-04 | 2011-05-04 | 一种多主元合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102766797B (zh) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107326333B (zh) * | 2017-07-07 | 2019-05-10 | 郑州启航精密科技有限公司 | 一种多主元合金靶材及其制备方法 |
| CN107760971A (zh) * | 2017-11-13 | 2018-03-06 | 河南工钻业有限公司 | 一种多主元合金丝锥及其制备方法 |
| CN107829009A (zh) * | 2017-11-13 | 2018-03-23 | 河南工钻业有限公司 | 一种多主元合金钻头及其制备方法 |
| CN108165868A (zh) * | 2018-01-29 | 2018-06-15 | 中原工学院 | 一种高耐磨高强度刀具用多主元合金及其制备方法 |
| CN108624797A (zh) * | 2018-05-03 | 2018-10-09 | 中原工学院 | 一种制作刀具的高熵合金材料及其制备方法 |
| CN109182876B (zh) * | 2018-10-19 | 2019-08-30 | 华中科技大学 | 一种晶态含铍高熵合金材料及其制备方法 |
| CN109355545B (zh) * | 2018-11-19 | 2020-10-30 | 中原工学院 | 一种切削刀具用多主元合金涂层及其制备方法 |
| CN109385566B (zh) * | 2018-12-06 | 2019-12-10 | 郑州启航精密科技有限公司 | Pvd用高强高耐磨多主元合金涂层材料及其制备方法 |
| CN113088784B (zh) * | 2021-03-26 | 2022-07-08 | 浙江省科创新材料研究院 | 一种含bcc/b2双相结构的多主元合金及其制备方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102212733A (zh) * | 2010-04-09 | 2011-10-12 | 中国科学院金属研究所 | 一种高性能的纳米胞状晶组织结构的多主元合金 |
-
2011
- 2011-05-04 CN CN201110114536.2A patent/CN102766797B/zh active Active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102212733A (zh) * | 2010-04-09 | 2011-10-12 | 中国科学院金属研究所 | 一种高性能的纳米胞状晶组织结构的多主元合金 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 多主元合金AlCrMnNiCuFe组织与性能研究;皮锦红;<<材料工程>>;20100512(第8期);34-37 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102766797A (zh) | 2012-11-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102766797B (zh) | 一种多主元合金 | |
| CN102212733B (zh) | 一种高性能的纳米胞状晶组织结构的多主元合金 | |
| CN113046595B (zh) | 一种具有良好增材制造成形性能的高温600℃用高强韧钛合金 | |
| CN100554488C (zh) | 一种金属玻璃包覆金属丝复合材料的连续制备设备与工艺 | |
| CN106947925A (zh) | 一种Zr基块体非晶合金及其制备方法和应用 | |
| CN106903294B (zh) | 一种低成本非晶合金件的制备方法及低成本非晶合金件 | |
| CN102719769B (zh) | 一种高强度铝基大块非晶复合材料 | |
| CN110669977A (zh) | 一种轻质超韧高强NbTiVAlxZry铸态高熵合金 | |
| CN103589882B (zh) | 一种块体高熵金属玻璃及其制备方法 | |
| CN103433488A (zh) | 一种氮化钛-铁金属陶瓷的制备方法 | |
| CN103060727A (zh) | 一种含Sn和Nb的锆基大块非晶合金、制备方法及其应用 | |
| CN103710576A (zh) | 一种钪、钽增强的高强度镍铌合金材料 | |
| CN106011575B (zh) | 一种Nb‑Ti‑Ta‑C合金棒材及其制备方法 | |
| CN108374099A (zh) | 一种长周期结构颗粒增强镁基/铝基复合材料的制备方法 | |
| CN108677061A (zh) | 一种高强度锆合金及其制备方法 | |
| CN108504966A (zh) | 一种钴基块体非晶合金及其制备方法 | |
| CN114717462A (zh) | 一种含c类共晶高熵合金及其制备方法 | |
| CN103695718B (zh) | 一种锆、铬增强的高强度镍铌合金材料 | |
| CN109266908B (zh) | 一种低成本超高强Ti-Fe-Al-Cr-Si系钛合金及其制备方法 | |
| CN103602930B (zh) | 含高熔点元素的镁基非晶复合材料 | |
| CN102002649B (zh) | 高强韧镁基块体金属玻璃复合材料及其制备方法 | |
| CN108070801B (zh) | 一种采用工业级海绵锆制备低成本厘米级锆基非晶合金的方法 | |
| CN103695720B (zh) | 一种铬、钽增强的高强度镍铌合金材料 | |
| CN103695719B (zh) | 一种钪、铬增强的高强度镍铌合金材料 | |
| CN115216677B (zh) | 一种第二相均匀分布强化的高熵合金材料及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |