CN108103381A - 一种高强度FeCoNiCrMn高熵合金及其制备方法 - Google Patents
一种高强度FeCoNiCrMn高熵合金及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108103381A CN108103381A CN201810070756.1A CN201810070756A CN108103381A CN 108103381 A CN108103381 A CN 108103381A CN 201810070756 A CN201810070756 A CN 201810070756A CN 108103381 A CN108103381 A CN 108103381A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- sintering
- entropy
- alloy
- strength
- econicrmn
- 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.)
- Granted
Links
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title claims abstract description 98
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 91
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims abstract description 61
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 46
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 37
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 30
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 28
- 238000000498 ball milling Methods 0.000 claims abstract description 18
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 10
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 238000000713 high-energy ball milling Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000002791 soaking Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 15
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 14
- 238000005551 mechanical alloying Methods 0.000 claims description 14
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 claims description 9
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 3
- 239000011812 mixed powder Substances 0.000 description 12
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 11
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 11
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 11
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 10
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 8
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 7
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 6
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 5
- 238000011160 research Methods 0.000 description 5
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 4
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 4
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 4
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000010273 cold forging Methods 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 2
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 1
- 229910001325 element alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000000686 essence Substances 0.000 description 1
- -1 even tissue Substances 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003701 mechanical milling Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000000678 plasma activation Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000003746 solid phase reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010671 solid-state reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C30/00—Alloys containing less than 50% by weight of each constituent
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C1/00—Making non-ferrous alloys
- C22C1/04—Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
Abstract
本发明属于高熵合金技术领域，特别涉及一种高强度FeCoNiCrMn高熵合金及其制备方法。本发明方法包括如下步骤和工艺条件：步骤一：将Fe、Co、Ni、Cr、Mn单质粉末混合进行高能球磨，Fe含量为30～60at.％，其余元素为等原子比，得到合金粉末；球磨的工艺条件为：球料比为5:1～20:1，转速为100～400r/min，球磨时间为10～60h；步骤二：放电等离子烧结，工艺条件如下：烧结设备：放电等离子烧结系统；烧结电流类型：直流脉冲电流；烧结温度：800～950℃；保温时间：5～20min；烧结压力：30～50MPa；升温速率：25～100℃/min；经烧结获得高熵合金块体材料。
Description
技术领域
本发明属于高熵合金技术领域，特别涉及一种高强度FeCoNiCrMn高熵合金及其制备方法。
背景技术
传统的合金材料一般是指以一种或两种金属元素作为基体，添加一种及以上少量的其他金属或非金属元素来得到相应的组织，从而获得目标性能的合金。目前对合金材料使用性能的要求越来越高，而传统合金材料已经无法满足日益增长的性能要求，传统合金的相关研究与发展也已经趋于饱和。
近年来的最新研究发现，含有多种合金元素的高熵合金倾向于形成具有简单晶体结构的固溶体相，原因是在液态或无序固溶体状态下，高熵合金的混合熵要比传统合金高得多，从而抑制了金属间化合物的形成(高熵效应)。高熵合金具有很多优异性能，例如强度高、硬度高、耐磨性好、较高的高温强度、抗氧化性和抗腐蚀性等。
目前，在高熵合金体系中，因原料成本低廉、成形温度低、相组成简单、综合性能比较稳定等优点，有关FeCoNiCrMn高熵合金的研究比较多，但多集中于采用铸造法制备等原子比合金，对非等原子比合金，以及采用粉末冶金法制备的研究较少。Cantor等人在2004年首次通过感应熔炼法制备出等原子比FeCoNiCrMn高熵合金，并确定其组织为单相FCC固溶体结构。Otto等人研究了温度对FeCoNiCrMn高熵合金的显微组织和力学性能的影响，发现：合金的拉伸屈服强度和拉伸断裂强度均随着晶粒尺寸的减小而增大，但断裂延伸率有所下降。
利用熔铸法制备FeCoNiCrMn高熵合金的过程中存在着一些技术难点：
(1)需要先将各个原料金属混在一起熔化，必然要加热至它们的熔点以上，且一般需要经过多次重熔才能保证元素的均匀扩散，能耗比较大，耗时长，工艺难度大；
(2)在金属液凝固过程中，晶粒迅速长大，且容易出现成分偏析、缩孔等缺陷，对合金的力学性能造成不利影响。
(3)通常还需要经过一定的热处理工艺获得特定组织，工序相对复杂。
而粉末冶金法，这里特指“机械合金化+放电等离子烧结”(MA+SPS)法，是一种新型，操作过程短，工艺简单的合金制备方法，尤其适合含有多种元素合金的制备。机械合金化是指在高能球磨的条件下，使金属粉末与磨球之间长时间的冲击和碰撞，历经反复变形、断裂、冷焊、原子间相互扩散或固态反应等过程，最终形成合金粉末。其特点是在固态下完成合金化过程，不受物质的蒸气压和熔点等物理因素的制约，使传统工艺难以相互固溶的金属可以形成合金。放电等离子烧结作为融等离子活化、热压为一体的新型快捷粉末烧结技术，具有升温速度快、烧结时间短、冷却迅速、外加压力和烧结气氛可控以及节能环保等一系列优点。利用该方法制备高熵合金，加热温度低于所加元素的熔点，可降低对设备的损耗，节约能源，使得生产工序简化，生产周期缩短；制备出的零部件接近最终形状，加工量少或者无加工，材料利用率高；同时所制得的合金化学成分均匀，晶粒细小，具有明显的技术优势，从而避免了用铸造法造成的晶粒粗大、成分偏析、缩松和气孔等问题。
此外，Fe、Co、Ni、Cr、Mn五种元素中，Fe的原材料成本最低，而其余四种元素的市场价格均比Fe高很多，并且近年来仍不断上涨，在一定程度上限制了等原子比FeCoNiCrMn高熵合金及其产品的研发和工程应用。
因此，若能通过提高合金中Fe的含量，减少其余四种元素的含量，选择合适的合金成分、材料成形方法及其工艺参数，制备出新型非等原子比的FeCoNiCrMn高熵合金，并且改善合金的组织和性能，降低材料加工成本，将具有非常重要的科学和工程意义。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种高强度FeCoNiCrMn高熵合金的制备方法。本发明方法先采用机械合金化制备出单相面心立方(FCC)结构的合金粉末，再利用放电等离子烧结技术进行烧结，获得近全致密的块体材料。
本发明另一目的在于提供上述方法制备得到的高强度FeCoNiCrMn高熵合金。本发明高强度FeCoNiCrMn高熵合金为非等原子比FeCoNiCrMn高熵合金块体材料，其组织均匀、晶粒细小。
本发明的目的通过下述方案实现：
一种高强度FeCoNiCrMn高熵合金的制备方法，包括如下步骤和工艺条件：
步骤一：采用机械合金化法制备FeCoNiCrMn高熵合金粉末
将Fe、Co、Ni、Cr、Mn单质粉末混合进行高能球磨，其中Fe含量为30～60at.％，其余元素为等原子比，得到单相FCC结构的FeCoNiCrMn合金粉末；
球磨的工艺条件为：球料比为5:1～20:1，转速为100～400r/min，球磨时间为10～60h；
步骤二：放电等离子烧结；
采用放电等离子烧结炉烧结步骤一得到的合金粉末，其工艺条件如下：
烧结设备：放电等离子烧结系统
烧结电流类型：直流脉冲电流
烧结温度：800～950℃
保温时间：5～20min
烧结压力：30～50MPa
升温速率：25～100℃/min
经烧结获得FeCoNiCrMn高熵合金块体材料。
步骤一中所述的球磨过程优选在惰性气体保护下进行。
本发明提供上述方法制备得到的高强度FeCoNiCrMn高熵合金，所述高熵合金的密度为7.32～7.51g/cm3，显微组织为等轴晶基体中弥散分布着颗粒状析出相，其中基体为FCC固溶体，其平均晶粒尺寸为220～415nm；析出相为富Mn和Cr的氧化物，其平均晶粒尺寸<200nm。本发明合金在室温下的最佳力学性能为：压缩屈服强度1171MPa，压缩断裂强度2882MPa，压缩塑性应变44％；拉伸屈服强度915MPa，极限拉伸强度981MPa，拉伸塑性应变4.8％。
本发明方法采用机械合金化和放电等离子烧结技术相结合的成形方法，比传统真空电弧炉熔铸法工艺简单，操作更加简便，成形温度大幅降低，成形时间短，一次烧结即可获得成分均匀且近全致密的块体材料，且晶粒明显细化，且具有优异的综合力学性能。
本发明相对于现有技术，具有如下的优点及有益效果：
(1)本发明的制备方法采用了机械合金化和放电等离子烧结相结合的方法，其烧结成形工艺比传统的铸造法更加简化，且烧结时的温度低，时间短，一次烧结即可实现近净成形效果，得到成分均匀且近全致密的块体材料。采用本发明加工工艺能耗降低，可操作性和实用性好，因此具有良好的发展前景。
(2)本发明消除了铸造FeCoNiCrMn高熵合金中的粗大枝晶组织和枝晶偏析现象，制备出的FeCoNiCrMn高熵合金的显微组织为等轴晶基体中弥散分布着少量颗粒状析出相，且基体和析出相均为超细晶组织，从而使晶粒尺寸减小、成分更加均匀，进而提高材料的强度，促进该系高熵合金的研究和应用。
(3)本发明制备的FeCoNiCrMn高熵合金在室温下的最佳力学性能为：压缩屈服强度1171MPa，拉伸屈服强度915MPa，强度远高于铸造法制备的同类合金。
(4)本发明制备的FeCoNiCrMn高熵合金Fe含量在30～60at.％，相对于等原子比的FeCoNiCrMn高熵合金，其原料成本降低，有利于促进该系高熵合金的研究与应用。
附图说明
图1为实施例1制备的高强度FeCoNiCrMn高熵合金的透射电镜显微组织照片。
图2为实施例1制备的高强度FeCoNiCrMn高熵合金的压缩工程应力-应变曲线。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
下列实施例中涉及的物料均可从商业渠道获得。
实施例1
一种高强度FeCoNiCrMn高熵合金材料的制备方法，采用机械合金化和放电等离子烧结技术相结合的成形方法，它包括如下步骤及其工艺条件：
步骤一：采用机械合金化法制备FeCoNiCrMn高熵合金粉末
按30％、17.5％、17.5％、17.5％、17.5％的原子比分别称取Fe、Co、Ni、Cr、Mn单质粉末，并混合均匀；
将混合粉末和磨球加入行星式高能球磨机的球磨罐中进行球磨，罐体材料及磨球的材质均为不锈钢，球磨罐内抽真空并充高纯氩气(99.99％)作为保护气氛；
随着球磨时间的延长，混合粉末逐步实现合金化，由多种单质粉末的混合粉末转变为具有单相FCC结构的合金粉末。高能球磨过程中采用的球料比为10:1，转速为300r/min，球磨时间为40h。
步骤二：放电等离子烧结
采用放电等离子烧结炉烧结步骤一中的合金粉末，其工艺条件如下：
烧结设备：放电等离子烧结系统
烧结电流类型：直流脉冲电流
烧结温度：900℃
保温时间：10min
烧结压力：50MPa
升温速率：50℃/min
本实施例获得的FeCoNiCrMn高熵合金，其显微组织为等轴晶基体中弥散分布着少量颗粒状析出相，其中基体为FCC固溶体，析出相为富Mn和Cr的氧化物；压缩屈服强度为1171MPa，压缩断裂强度为2882MPa，压缩塑性应变为44％；拉伸屈服强度为915MPa，极限拉伸强度为981MPa，拉伸塑性应变为4.8％。图1为实施例1制备的高强度FeCoNiCrMn高熵合金的透射电镜显微组织照片。图2为实施例1制备的高强度FeCoNiCrMn高熵合金的压缩工程应力-应变曲线。
实施例2
一种高强度FeCoNiCrMn高熵合金材料的制备方法，采用机械合金化和放电等离子烧结技术相结合的成形方法，它包括如下步骤及其工艺条件：
步骤一：采用机械合金化法制备FeCoNiCrMn高熵合金粉末
按40％、15％、15％、15％、15％的原子比分别称取Fe、Co、Ni、Cr、Mn单质粉末，并混合均匀；
将混合粉末和磨球加入行星式高能球磨机的球磨罐中进行球磨，罐体材料及磨球的材质均为不锈钢，球磨罐内抽真空并充高纯氩气(99.99％)作为保护气氛；
随着球磨时间的延长，混合粉末逐步实现合金化，由多种单质粉末的混合粉末转变为具有单相FCC结构的合金粉末。高能球磨过程中采用的球料比为5:1，转速为100r/min，球磨时间为10h。
步骤二：放电等离子烧结
采用放电等离子烧结炉烧结步骤一中的合金粉末，其工艺条件如下：
烧结设备：放电等离子烧结系统
烧结电流类型：直流脉冲电流
烧结温度：800℃
保温时间：5min
烧结压力：30MPa
升温速率：100℃/min
本实施例获得的FeCoNiCrMn高熵合金，其显微组织为等轴晶基体中弥散分布着少量颗粒状析出相，其中基体为FCC固溶体，析出相为富Mn和Cr的氧化物；压缩屈服强度为1058MPa，压缩断裂强度为2645MPa，压缩塑性应变为43％；拉伸屈服强度为722MPa，极限拉伸强度为750MPa，拉伸塑性应变为1.6％。
实施例3
一种高强度FeCoNiCrMn高熵合金材料的制备方法，采用机械合金化和放电等离子烧结技术相结合的成形方法，它包括如下步骤及其工艺条件：
步骤一：采用机械合金化法制备FeCoNiCrMn高熵合金粉末
按50％、12.5％、12.5％、12.5％、12.5％的原子比分别称取Fe、Co、Ni、Cr、Mn单质粉末，并混合均匀；
将混合粉末和磨球加入行星式高能球磨机的球磨罐中进行球磨，罐体材料及磨球的材质均为不锈钢，球磨罐内抽真空并充高纯氩气(99.99％)作为保护气氛；
随着球磨时间的延长，混合粉末逐步实现合金化，由多种单质粉末的混合粉末转变为具有单相FCC结构的合金粉末。高能球磨过程中采用的球料比为20:1，转速为200r/min，球磨时间为20h。
步骤二：放电等离子烧结
采用放电等离子烧结炉烧结步骤一中的合金粉末，其工艺条件如下：
烧结设备：放电等离子烧结系统
烧结电流类型：直流脉冲电流
烧结温度：850℃
保温时间：15min
烧结压力：40MPa
升温速率：75℃/min
本实施例获得的FeCoNiCrMn高熵合金，其显微组织为等轴晶基体中弥散分布着少量颗粒状析出相，其中基体为FCC固溶体，析出相为富Mn和Cr的氧化物；压缩屈服强度为984MPa，压缩断裂强度为2730MPa，压缩塑性应变为45％；拉伸屈服强度为823MPa，极限拉伸强度为892MPa，拉伸塑性应变为2.7％。
实施例4
一种高强度FeCoNiCrMn高熵合金材料的制备方法，采用机械合金化和放电等离子烧结技术相结合的成形方法，它包括如下步骤及其工艺条件：
步骤一：采用机械合金化法制备FeCoNiCrMn高熵合金粉末
按60％、10％、10％、10％、10％的原子比分别称取Fe、Co、Ni、Cr、Mn单质粉末，并混合均匀；
将混合粉末和磨球加入行星式高能球磨机的球磨罐中进行球磨，罐体材料及磨球的材质均为不锈钢，球磨罐内抽真空并充高纯氩气(99.99％)作为保护气氛；
随着球磨时间的延长，混合粉末逐步实现合金化，由多种单质粉末的混合粉末转变为具有单相FCC结构的合金粉末。高能球磨过程中采用的球料比为15:1，转速为400r/min，球磨时间为60h。
步骤二：放电等离子烧结
采用放电等离子烧结炉烧结步骤一中的合金粉末，其工艺条件如下：
烧结设备：放电等离子烧结系统
烧结电流类型：直流脉冲电流
烧结温度：950℃
保温时间：20min
烧结压力：50MPa
升温速率：25℃/min
本实施例获得的FeCoNiCrMn高熵合金，其显微组织为等轴晶基体中弥散分布着少量颗粒状析出相，其中基体为FCC固溶体，析出相为富Mn和Cr的氧化物；压缩屈服强度为873MPa，压缩断裂强度为2731MPa，压缩塑性应变为43％；拉伸屈服强度为785MPa，极限拉伸强度为855MPa，拉伸塑性应变为4.5％。
对比例
等原子比FeCoNiCrMn高熵合金，采用真空电弧熔炼法的成形方法制备，其具体工艺如下：
步骤一：采用真空电弧熔炼法制备液态合金
将高纯Fe、Co、Ni、Cr、Mn单质金属置于同一个熔炉中，经多次重熔，获得液态合金。
步骤二：采用铸造法制备合金锭
将金属液浇注于矩形铜模中，冷却后制成合金锭。
步骤三：冷锻和交叉轧制
在室温下，经冷锻和交叉轧制，将合金锭制成10mm厚度的板材。
步骤四：再结晶退火
在一定温度下，对上述板材进行退火处理。
采用上述工艺最终制备出的FeCoNiCrMn高熵合金块体材料，其组织为单相FCC固溶体，等轴晶的平均晶粒尺寸为6μm，合金内部出现铸造缩孔；其在室温下表现出的力学性能为：拉伸屈服强度为410MPa，极限拉伸强度为753MPa。
与对比例中铸造法制备的同类合金相比，本发明实施例中利用粉末冶金法获得的合金不仅成形工艺简化、成形温度降低，而且平均晶粒尺寸更加细小，材料强度大幅提升，证明本发明的FeCoNiCrMn高熵合金材料及其制备方法具有显著的技术优势。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种高强度FeCoNiCrMn高熵合金的制备方法，其特征在于包括如下步骤和工艺条件：
步骤一：采用机械合金化法制备FeCoNiCrMn高熵合金粉末
将Fe、Co、Ni、Cr、Mn单质粉末混合进行高能球磨，其中Fe含量为30～60at.％，其余元素为等原子比，得到单相FCC结构的FeCoNiCrMn合金粉末；
球磨的工艺条件为：球料比为5:1～20:1，转速为100～400r/min，球磨时间为10～60h；
步骤二：放电等离子烧结；
采用放电等离子烧结炉烧结步骤一得到的合金粉末，其工艺条件如下：
烧结设备：放电等离子烧结系统
烧结电流类型：直流脉冲电流
烧结温度：800～950℃
保温时间：5～20min
烧结压力：30～50MPa
升温速率：25～100℃/min
经烧结获得FeCoNiCrMn高熵合金块体材料。
2.一种高强度FeCoNiCrMn高熵合金，其特征在于根据权利要求1的制备方法得到。
3.根据权利要求2所述的高强度FeCoNiCrMn高熵合金，其特征在于：所述高熵合金的密度为7.32～7.51g/cm3，显微组织为等轴晶基体中弥散分布着颗粒状析出相，其中基体为FCC固溶体，其平均晶粒尺寸为220～415nm；析出相为富Mn和Cr的氧化物，其平均晶粒尺寸<200nm。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810070756.1A CN108103381B (zh) | 2018-01-25 | 2018-01-25 | 一种高强度FeCoNiCrMn高熵合金及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810070756.1A CN108103381B (zh) | 2018-01-25 | 2018-01-25 | 一种高强度FeCoNiCrMn高熵合金及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108103381A true CN108103381A (zh) | 2018-06-01 |
| CN108103381B CN108103381B (zh) | 2020-02-18 |
Family
ID=62221104
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810070756.1A Expired - Fee Related CN108103381B (zh) | 2018-01-25 | 2018-01-25 | 一种高强度FeCoNiCrMn高熵合金及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108103381B (zh) |
Cited By (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108660354A (zh) * | 2018-08-20 | 2018-10-16 | 太原理工大学 | 一种Fe-Mn-Cr-Ni系高熵不锈钢及其制备方法 |
| CN109161774A (zh) * | 2018-11-23 | 2019-01-08 | 西安工业大学 | 由高熵合金作为粘结剂的硬质碳化钨合金及其制备方法 |
| CN109266944A (zh) * | 2018-11-08 | 2019-01-25 | 辽宁工业大学 | 一种FeCoCrNiMn高熵合金及其制备方法 |
| CN109295399A (zh) * | 2018-12-10 | 2019-02-01 | 西南交通大学 | 一种高阻尼高熵合金材料及其制备方法 |
| CN109868405A (zh) * | 2019-03-27 | 2019-06-11 | 上海工程技术大学 | 高熵合金CoCrFeMnNi及其雾化制粉法制取工艺 |
| CN109881030A (zh) * | 2019-04-04 | 2019-06-14 | 合肥工业大学 | 一种双相结构高熵合金及其制备方法 |
| CN110093548A (zh) * | 2019-05-21 | 2019-08-06 | 华南理工大学 | 一种含稀土Gd的超细晶高强韧高熵合金及其制备方法 |
| CN110373557A (zh) * | 2019-04-26 | 2019-10-25 | 中国科学院金属研究所 | 一种提高高熵合金自钝化能力和抗均匀腐蚀能力的方法 |
| CN110438386A (zh) * | 2019-09-20 | 2019-11-12 | 南方科技大学 | 一种高熵合金钎料的制备方法及用途 |
| CN110714156A (zh) * | 2019-11-27 | 2020-01-21 | 河海大学 | 一种轻质高强耐蚀高熵合金及其制备方法 |
| CN112626424A (zh) * | 2020-11-27 | 2021-04-09 | 江西理工大学 | 一种具有纳米析出相的细晶高熵合金及其制备方法 |
| CN112962010A (zh) * | 2021-01-28 | 2021-06-15 | 南京航空航天大学 | 富铝高熵合金及其制备方法和应用 |
| CN113699424A (zh) * | 2021-08-31 | 2021-11-26 | 张家港江苏科技大学产业技术研究院 | 高熵合金材料、表面激光重熔方法和梯度高熵合金材料 |
| CN113755736A (zh) * | 2021-08-05 | 2021-12-07 | 西安交通大学 | 一种高耐蚀非等摩尔高熵合金及其制备方法 |
| CN114210984A (zh) * | 2021-12-18 | 2022-03-22 | 金川集团股份有限公司 | 一种机械合金化制备高熵合金粉体的方法 |
| CN114807712A (zh) * | 2022-03-10 | 2022-07-29 | 华南理工大学 | 一种高熵合金增强铝基复合材料及其制备方法 |
| CN115305388A (zh) * | 2022-08-30 | 2022-11-08 | 北京科技大学 | 一种非等原子比镍基高熵合金材料及其制备方法 |
| CN115351296A (zh) * | 2022-09-06 | 2022-11-18 | 上海联泰科技股份有限公司 | 制造高熵合金强化铜基复合材料的方法、产品和应用 |
| CN115976349A (zh) * | 2022-12-13 | 2023-04-18 | 西南交通大学深圳研究院 | 一种高强高塑性异质晶粒结构亚稳态高熵合金的制备方法 |
| CN116162842A (zh) * | 2023-02-21 | 2023-05-26 | 昆明理工大学 | 一种高强高熵合金及其制备方法 |
| CN116618434A (zh) * | 2023-05-12 | 2023-08-22 | 华中科技大学 | 一种高熵合金层状复合材料及其制备方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104372230A (zh) * | 2014-10-15 | 2015-02-25 | 华南理工大学 | 一种高强韧超细晶高熵合金及其制备方法 |
| CN105088048A (zh) * | 2015-09-06 | 2015-11-25 | 北京科技大学 | 一种用于污水降解的高熵合金及其制备方法 |
| CN105543621A (zh) * | 2016-01-18 | 2016-05-04 | 南京工程学院 | 一种内生纳米陶瓷增强高熵合金复合材料及制备方法 |
| CN105624455A (zh) * | 2016-02-17 | 2016-06-01 | 北京科技大学 | 一种多孔高熵合金及其制备方法 |
| WO2016127716A1 (zh) * | 2015-02-13 | 2016-08-18 | 华南理工大学 | 一种高强韧合金材料及其半固态烧结制备方法和应用 |
| CN105950944A (zh) * | 2016-06-29 | 2016-09-21 | 华南理工大学 | 一种高熔点高熵合金NbMoTaWVTi及其制备方法 |
-
2018
- 2018-01-25 CN CN201810070756.1A patent/CN108103381B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104372230A (zh) * | 2014-10-15 | 2015-02-25 | 华南理工大学 | 一种高强韧超细晶高熵合金及其制备方法 |
| WO2016127716A1 (zh) * | 2015-02-13 | 2016-08-18 | 华南理工大学 | 一种高强韧合金材料及其半固态烧结制备方法和应用 |
| CN105088048A (zh) * | 2015-09-06 | 2015-11-25 | 北京科技大学 | 一种用于污水降解的高熵合金及其制备方法 |
| CN105543621A (zh) * | 2016-01-18 | 2016-05-04 | 南京工程学院 | 一种内生纳米陶瓷增强高熵合金复合材料及制备方法 |
| CN105624455A (zh) * | 2016-02-17 | 2016-06-01 | 北京科技大学 | 一种多孔高熵合金及其制备方法 |
| CN105950944A (zh) * | 2016-06-29 | 2016-09-21 | 华南理工大学 | 一种高熔点高熵合金NbMoTaWVTi及其制备方法 |
Cited By (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108660354A (zh) * | 2018-08-20 | 2018-10-16 | 太原理工大学 | 一种Fe-Mn-Cr-Ni系高熵不锈钢及其制备方法 |
| CN109266944A (zh) * | 2018-11-08 | 2019-01-25 | 辽宁工业大学 | 一种FeCoCrNiMn高熵合金及其制备方法 |
| CN109161774A (zh) * | 2018-11-23 | 2019-01-08 | 西安工业大学 | 由高熵合金作为粘结剂的硬质碳化钨合金及其制备方法 |
| CN109295399A (zh) * | 2018-12-10 | 2019-02-01 | 西南交通大学 | 一种高阻尼高熵合金材料及其制备方法 |
| CN109295399B (zh) * | 2018-12-10 | 2020-04-03 | 西南交通大学 | 一种高阻尼高熵合金材料及其制备方法 |
| CN109868405A (zh) * | 2019-03-27 | 2019-06-11 | 上海工程技术大学 | 高熵合金CoCrFeMnNi及其雾化制粉法制取工艺 |
| CN109881030A (zh) * | 2019-04-04 | 2019-06-14 | 合肥工业大学 | 一种双相结构高熵合金及其制备方法 |
| CN110373557A (zh) * | 2019-04-26 | 2019-10-25 | 中国科学院金属研究所 | 一种提高高熵合金自钝化能力和抗均匀腐蚀能力的方法 |
| CN110093548A (zh) * | 2019-05-21 | 2019-08-06 | 华南理工大学 | 一种含稀土Gd的超细晶高强韧高熵合金及其制备方法 |
| CN110438386A (zh) * | 2019-09-20 | 2019-11-12 | 南方科技大学 | 一种高熵合金钎料的制备方法及用途 |
| CN110438386B (zh) * | 2019-09-20 | 2021-09-28 | 南方科技大学 | 一种高熵合金钎料的制备方法及用途 |
| CN110714156B (zh) * | 2019-11-27 | 2021-05-11 | 河海大学 | 一种轻质高强耐蚀高熵合金及其制备方法 |
| CN110714156A (zh) * | 2019-11-27 | 2020-01-21 | 河海大学 | 一种轻质高强耐蚀高熵合金及其制备方法 |
| CN112626424A (zh) * | 2020-11-27 | 2021-04-09 | 江西理工大学 | 一种具有纳米析出相的细晶高熵合金及其制备方法 |
| CN112962010A (zh) * | 2021-01-28 | 2021-06-15 | 南京航空航天大学 | 富铝高熵合金及其制备方法和应用 |
| CN113755736A (zh) * | 2021-08-05 | 2021-12-07 | 西安交通大学 | 一种高耐蚀非等摩尔高熵合金及其制备方法 |
| CN113699424A (zh) * | 2021-08-31 | 2021-11-26 | 张家港江苏科技大学产业技术研究院 | 高熵合金材料、表面激光重熔方法和梯度高熵合金材料 |
| CN114210984A (zh) * | 2021-12-18 | 2022-03-22 | 金川集团股份有限公司 | 一种机械合金化制备高熵合金粉体的方法 |
| CN114807712A (zh) * | 2022-03-10 | 2022-07-29 | 华南理工大学 | 一种高熵合金增强铝基复合材料及其制备方法 |
| CN115305388A (zh) * | 2022-08-30 | 2022-11-08 | 北京科技大学 | 一种非等原子比镍基高熵合金材料及其制备方法 |
| CN115351296A (zh) * | 2022-09-06 | 2022-11-18 | 上海联泰科技股份有限公司 | 制造高熵合金强化铜基复合材料的方法、产品和应用 |
| CN115976349A (zh) * | 2022-12-13 | 2023-04-18 | 西南交通大学深圳研究院 | 一种高强高塑性异质晶粒结构亚稳态高熵合金的制备方法 |
| CN116162842A (zh) * | 2023-02-21 | 2023-05-26 | 昆明理工大学 | 一种高强高熵合金及其制备方法 |
| CN116162842B (zh) * | 2023-02-21 | 2023-12-26 | 昆明理工大学 | 一种高强高熵合金及其制备方法 |
| CN116618434A (zh) * | 2023-05-12 | 2023-08-22 | 华中科技大学 | 一种高熵合金层状复合材料及其制备方法 |
| CN116618434B (zh) * | 2023-05-12 | 2024-03-26 | 华中科技大学 | 一种高熵合金层状复合材料及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN108103381B (zh) | 2020-02-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108103381A (zh) | 一种高强度FeCoNiCrMn高熵合金及其制备方法 | |
| CN104372230B (zh) | 一种高强韧超细晶高熵合金及其制备方法 | |
| CN104439247B (zh) | 钼合金靶材的制备方法 | |
| US10344356B2 (en) | Alloy material with high strength and toughness and its fabrication method of semi-solid sintering | |
| CN105950944B (zh) | 一种高熔点高熵合金NbMoTaWVTi及其制备方法 | |
| CN106167870A (zh) | 一种NbMoTaW高熵合金及其制备方法 | |
| CN106001566A (zh) | 一种高强度高熵合金NbMoTaWV及其制备方法 | |
| CN105950945B (zh) | 一种高强度高熵合金NbMoTaWVCr及其制备方法 | |
| CN109338172A (zh) | 一种高熵合金增强的2024铝基复合材料及其制备方法 | |
| CN104313380B (zh) | 一种分步烧结制备高致密度纳米晶硬质合金的方法 | |
| CN110093548B (zh) | 一种含稀土Gd的超细晶高强韧高熵合金及其制备方法 | |
| CN111411285A (zh) | 一种Al和Ti微合金化高强韧中熵合金及其制备方法 | |
| CN110238401A (zh) | 一种粉末轧制制备高致密度细晶钛合金的方法 | |
| CN108546863A (zh) | 一种多主元高温合金及其制备方法 | |
| CN110079722A (zh) | 一种含B的难熔高熵合金TiZrNbMoTa及其粉末冶金制备方法 | |
| CN115044794B (zh) | 一种具有优异性能的Cu-(Y2O3-HfO2)合金及其制备方法 | |
| CN106756158A (zh) | 钽钨合金坯料制备方法 | |
| CN113502441A (zh) | 一种原位自生相增强镁基非晶复合材料及其制备方法 | |
| CN114427045A (zh) | 一种高均匀性钒钛基储氢合金及其制备方法 | |
| CN109207762A (zh) | 一种以微波烧结制备钨钼铜复合材料的方法 | |
| CN103106992A (zh) | 一种高弯曲抗力永磁材料及制备方法 | |
| CN110295301A (zh) | 一种钨钛合金的制备方法 | |
| CN113337786B (zh) | 一种纳米氧化锆/非晶合金复合材料及其制备方法 | |
| JPH05209210A (ja) | 磁石合金粒子を製造する方法 | |
| CN109518021A (zh) | 一种高强度铁钴镍合金的制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20200218 |