CN108788168B - 一种低氮含量的高熵合金粉末及其制备方法与应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种低氮含量的高熵合金粉末及其制备方法与应用，属于增材制造领域。制备方法包括：对高熵合金原材料中提供第一元素组的元素的材料进行第一次熔炼和第一次精炼，再加入提供第二元素组的元素的材料进行第二次精炼和第三次精炼，然后浇注雾化。第一元素组包括Ta、Co、W、Mo、Fe、Ni、Cr、Cu、Ce、Re和Nb中的至少两种。第二元素组包括Ti、B、Zr、Mn和Al中的至少一种。上述方法操作简便，易于实现，具有良好的脱氮效果。由此得到的高熵合金粉末具有较低的N含量。将其用于3D打印，有利于提高成型部件的力学性能和产品质量。

Description

一种低氮含量的高熵合金粉末及其制备方法与应用

技术领域

本发明涉及增材制造技术领域，且特别涉及一种低氮含量的高熵合金粉末及其制备方法与应用。

背景技术

3D打印(增材制造)技术，目前已经成为全球最受关注的新兴技术之一，其专用材料尤其是高性能金属构件激光直接制造用特种粉体材料，发展前景巨好。在3D打印快速成型方面，研发和生产通用性更强的材料是技术提升的关键。

目前，高熵合金突破了以1种或2种金属元素为主的传统合金的发展框架，是一种新的合金设计理念。一般可以被定义为由五个或五个以上的元素组元按照等原子比或接近于等原子比合金化，其混合熵高于合金的熔化熵，一般形成高熵固溶体相的一类合金。高熵合金具有许多有别于传统合金的组织和性能特点，通常含有多种主要元素，其中每种主元均具有较高摩尔分数，但不超过35％，因此，这种合金是由没有一种元素含量能占有50％以上，多种元素共同表现特色，摆脱了传统合金以一种金属元素为主的观念。

但高熵合金中一般都含有强氮化物形成元素，如Nb、Ti、Al和V等；此外，Cr作为一种常用的合金化元素，其原材料中往往含有大量的N，同时也是一种强氮化物形成元素。所以，在上述元素含量较高的高熵合金熔炼过程中，若不严格控制N的含量，雾化时就会带入到合金液中，最终导致粉末N含量超标，大大降低粉末的质量，对合金性能造成不良影响。

当高熵合金中的N元素含量较高时，很容易形成氮化物，这些氮化物夹杂数量过多时，就会在合金服役过程中形成裂纹源，进一步成为裂纹产生和扩展的通道，从而对高熵合金的疲劳和蠕变等核心力学性能产生显著的不利影响。对于3D打印技术来说，粉体材料中夹杂物也都会对成型部件产生影响。降低其含量对于提高合金的力学性能和可靠性有显著改善，是提高其使用性能的重要途径。因此，必须严格控制高熵合金中N元素的含量。

真空气雾化是一种在真空条件下利用电磁感应加热原理来加热和熔化金属，并利用惰性气体来雾化金属液的生产工艺。真空气雾化技术制备的粉末具有粒度细小、成分均匀、球形度高、粒度可控、冷却速度快、氧及其它杂质含量低、细粉收得率高等优点，目前已经成为生产高性能球形金属及合金粉末的主要方法。对粉末中O、N、H含量要求较高的合金，几乎全部采用真空气雾化技术。随着3D打印技术的不断发展，对原材料粉末中的气体含量及夹杂物含量也都提出了越来越高的要求，使得当今世界上的3D打印用粉末原材料全部采用真空气雾化技术制得。

因此，为了增强高熵合金在真空气雾化过程中的脱N效果，从而有效降低增材制造用合金粉末中的N含量，开发出一种简单可行、易于实现的真空气雾化工艺就具有非常重要的意义。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种低氮含量的高熵合金粉末的制备方法，该制备方法操作简便，易于实现，具有良好的脱氮效果。

本发明的目的之二在于提供一种由上述制备方法制备而得的低氮含量的高熵合金粉末，该低氮含量的高熵合金粉末具有较低的N含量。

本发明的目的之三在于提供一种上述低氮含量的高熵合金粉末的应用，例如可将其应用于3D打印，有利于提高成型部件的力学性能和产品质量。

本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的：

本发明提出一种低氮含量的高熵合金粉末的制备方法，包括以下步骤：对高熵合金原材料中的提供第一元素组的元素的材料进行第一次熔炼和第一次精炼，再加入提供第二元素组的元素的材料进行第二次精炼和第三次精炼，然后浇注雾化。

第一元素组包括Ta、Co、W、Mo、Fe、Ni、Cr、Cu、Ce、Re和Nb中的至少两种。

第二元素组包括Ti、B、Zr、Mn和Al中的至少一种。

优选地，提供第一元素组和第二元素组中的任意一种元素的材料的纯度≥90％，更优选地≥99％，进一步更优选地≥99.9％。

优选地，高熵合金原材料中提供Ni、Ta、Co、W、Mo、Re、Ce、Cu和Fe中的元素的材料按元素Ni、Ta、Co、W、Mo、Re、Ce、Cu和Fe的顺序由下到上布料于熔炼坩埚中。

本发明还提出一种低氮含量的高熵合金粉末，其由上述制备方法制备而得。

本发明还提出一种上述低氮含量的高熵合金粉末的应用，例如可将其应用于3D打印。

本发明较佳实施例提供的低氮含量的高熵合金粉末及其制备方法与应用的有益效果包括：

本发明较佳实施例提供的低氮含量的高熵合金粉末的制备方法操作简便，易于实现，具有良好的脱氮效果。由此得到的高熵合金粉末具有较低的N含量。将其应用于3D打印，可提高成型部件的力学性能和产品质量。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

下面对本发明实施例的低氮含量的高熵合金粉末及其制备方法与应用进行具体说明。

本发明实施例提供的低氮含量的高熵合金粉末的制备方法包括以下步骤：

对高熵合金原材料中的提供第一元素组的元素的材料进行第一次熔炼和第一次精炼，再加入提供第二元素组的元素的材料进行第二次精炼和第三次精炼，然后浇注雾化。

其中，第一元素组包括Ta、Co、W、Mo、Fe、Ni、Cr、Cu、Ce、Re和Nb中的至少两种。第二元素组包括Ti、B、Zr、Mn和Al中的至少一种。

在一些优选的实施方式中，提供第一元素组和第二元素组中的任意一种元素的材料的纯度≥90％。更优选地，上述材料的纯度≥99％；最优地，上述材料的纯度≥99.9％。

在本申请中，高熵合金原材料中提供Ni、Ta、Co、W、Mo、Re、Ce、Cu和Fe中的元素的材料按元素Ni、Ta、Co、W、Mo、Re、Ce、Cu、Fe的顺序由下到上依次布料于熔炼坩埚中。高熵合金原材料中未含的元素则在布料过程中直接跳过即可。

此布料方式可使熔点相对较低的Ni先熔化，产生液体，增大其上层Ta与熔炼合金液的接触面积，利于熔点更高的Ta的进一步熔化。待Ta熔化成液体后，熔炼合金液的量进一步增多，从而增大Co与合金液的接触面积，进一步利于Co的熔化。同理适用于W、Mo、Re、Ce、Cu和Fe等。同时Co的导磁性就好，放在熔炼坩埚的中上部可以避免“架桥”的发生。

在一些实施方式中，第一元素组包括Cr和Nb中的任意一种，此条件下的第一次熔化包括：先熔炼高熵合金原材料中提供Ni、Ta、Co、W、Mo、Re、Ce、Cu和Fe中的元素的材料，至完全熔化后，再加入提供Cr或提供Nb的材料继续熔炼。

在一些实施方式中，第一元素组同时包括Cr和Nb。此条件下的第一次熔化包括：先熔炼高熵合金原材料中提供Ni、Ta、Co、W、Mo、Re、Ce、Cu和Fe中的元素的材料，至完全熔化后，加入提供Cr的材料继续熔炼，待Cr完全熔化后，再加入提供Nb的材料继续熔炼。

上述Cr和Nb类的强氮化物形成元素在第一次熔化后期也即合金液中大部分N脱除后加入，而非随炉加入，可有效降低氮化物夹杂核心的形成机率。

在一些优选地实施方式中，高熵合金原材料中提供Ni、Ta、Co、W、Mo、Re、Ce、Cu和Fe中的元素的材料通过阶梯加热方式(加热采用电磁感应电加热方式)进行熔炼。阶梯加热方式例如可以包括：对熔炼设备的熔炼室和雾化室先抽真空至真空度≤10Pa，优选≤5Pa，最优选≤1Pa，以最低功率(10-40kW)第一次加热，第一次加热的时间可以为15-20min。待熔炼室及雾化室的真空度≤0.1Pa，优选≤0.01Pa，最优选≤0.001Pa，以80-140kW的功率第二次加热10-15min。然后再以大功率(100-180kW)第三次加热5-10min。

可参考地，按照目标高熵合金原料中的含量，Ni可由Ni碎屑与Ni块以质量比为(20：80)-(40：60)共同提供。在此条件下，可先加入Ni碎屑后加入Ni块，上述先加少量低熔点的Ni碎屑，有利于起液。

进一步地，当第一元素组同时包括Cr和Nb时，第一次熔炼过程中，提供Ni、Ta、Co、W、Mo、Re、Ce、Cu和Fe中的元素的材料全部熔化后，待熔体表面平静，调节功率至20-40kW，使合金液表面冷冻结膜，然后加入Cr，升高功率至120-200kW，搅拌化清，待Cr完全熔化，熔体表面平静后，降低功率至20-40kW，使合金液表面冷冻结膜，加入Nb，再次升高功率至120-200kW，搅拌化清。

第一次熔炼过程中，排出原材料中附着的气体，降低N含量。

当物料全部化清后，进行第一次精炼。在一些实施方式中，第一次精炼是于熔炼结束后，升温至1550-1600℃，保温10-15min。较佳地，在该精炼过程中，当真空度小于1Pa时进行一次取样测量，测试熔体中的氮元素含量，当其含量小于目标值(例如可以为5-10ppm)时结束初次精炼。

在一些实施方式中，第一次精炼后的第二次精炼可以是：调节第一次精炼后的功率至10-20kW，待合金液表面结膜并凝固，然后加入提供Ti和/或Al的材料，升高功率至120-200kW，搅拌化清。在精炼过程中随炉取样测量熔体中的N含量，当N含量达到目标要求(对应第一次精炼，例如可以为3-7ppm)后结束第二次精炼。值得说明的是，当原材料中同时提供Ti和Al时，优选按先Ti后Al的顺序加入。

在一些实施方式中，第三次精炼可以是在第二次精炼后，当高熵合金原材料中含有提供Mn和/或Zr和/或B的材料时，于第二次精炼结束后加入提供Mn和/或Zr和/或B的材料，然后进行第三次精炼。可参考地，在上述条件下，第三次精炼可以包括：先调节功率为10-20kW，待合金液表面结膜后，再调节熔炼设备的气压为40-50kPa(例如可以于熔炼设备的真空感应炉炉腔内填充氩气)，然后加入提供Mn和/或Zr和/或B的材料，升高功率至120-200kW，搅拌化清直至合金液再次完全化清后，完成第三次精炼。值得说明的是，当材料中同时提供Mn、B和Zr时，优选按先Mn后B最后Zr的顺序加入上述易挥发和易烧损的元素。

上述Al和Ti等易烧损且与N有较强亲合力的元素在精炼后期加入，进一步降低了氮化物夹杂的形成几率。

在一些实施方式中，当高熵合金原材料中不含Mn和/或Zr和/或B时，第三次精炼例如可以于第二次精炼后升高温度至1600-1650℃，然后再炼制3-5min。

第三次精炼后进行浇注雾化，可参考地，浇注雾化的温度例如可以为1580-1680℃。

承上，熔炼和精炼过程中，先加入非强氮化物形成元素，并通过逐步升温熔炼，后加入自身含氮量较高的强氮化物形成元素和其它强氮化物形成元素。同时在高真空条件下超高温精炼，使熔体大幅度脱N。第一次熔炼结束后，降低熔炼功率，在此期间随着合金熔体溶解度和合金凝固后固溶度的降低，可以进一步排出合金中的N。第二次精炼采用较低的精炼温度，可以有效降低熔体与熔炼坩埚之间发生化学反应，避免带入夹杂物。

在一些实施方式中，还可对原材料进行打磨、清洗和烘干。例如可以磨掉所需合金原材料表面的氧化物及附着的杂物，直到出现金属光泽。然后放入酒精或者丙酮溶液并利用超声波清洗25-35min，清洗结束后放入60-80℃的烘箱进行8h-10h的烘干。

在一些实施方式中，浇注雾化后还可包括筛分步骤。作为可选地，筛分可以用270目和500目的标准筛网进行，筛分出15-53μm粒度段的粉末。

较佳地，上述滤网可采用30ppi的泡沫陶瓷过滤网，从而最大限度降低合金粉末中的氮化物夹杂。

较佳地，筛分过程中可将粉末粒度大小控制在D(10)＝15-25μm，D(50)＝25-40μm，D(90)＝45-60μm。

承上，采用本申请方案中的布料方式、加料方法及熔炼工艺所得的合金粉末中的N含量可降低到30ppm以下。

所得合金粉末中的粒径为15-53μm粒度段的低氮含量的高熵合金粉末可用于3D打印，不仅能够满足3D打印原材料粉末中的气体含量及夹杂物含量要求，而且还有利于提高3D打印后的成型部件的力学性能和产品质量。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

实施例1

本实施例提供的用于3D打印用低氮含量的高熵合金粉末的化学式为：AlNiNbTa0.5TiZr，单炉熔炼150kg合金。

制备方法包括如下：

1、原材料准备：打磨掉所需合金原材料表面的氧化物及附着的杂物，直到出现金属光泽。然后放入酒精或者丙酮溶液并利用超声波清洗25min，清洗结束后放入60℃的烘箱进行10h的烘干。

2、炉料的布置：熔炼前按照特定的顺序在坩埚内布料，依次加入1/3的Ni碎屑、全部的Ta条和剩余2/3的Ni块。

3、第一次熔炼：采用真空感应炉进行熔炼，当炉内真空度达到≤5Pa时，开始以10kW功率送电加热，排除原材料中附着的气体，当真空度达到≤0.1Pa时，调功率至80kW保持10min。进一步加大功率至100kW，Ni碎屑和Ta条依次熔化。待所有金属原料全部熔化，金属液熔体表面平静后，将功率降到最低10kW，使合金液表面冷冻结膜；而后加入Nb；加Nb完毕后，立即升高功率到120kW大功率搅拌化清。

4、第一次精炼：待炉内物料全部化清后，升温至1550℃后，开始第一次精炼。初次精炼过程中真空度小于1Pa时进行一次取样测量，测试熔体中的氮元素含量，当其含量小于目标值时结束初次精炼。

5、第二次精炼：第一次精炼结束后，降低功率至最低值10kW至合金液表面结膜并且凝固后，依次加入强氮化物形成元素Ti和Al，立即升高功率到120kW大功率搅拌化清后，进行第二次精炼，在精炼过程中随炉取样测量熔体中的N含量，当N含量达到目标要求后结束第二次精炼。

6、第三次精炼：第二次精炼结束后，降低功率至最低待合金液表面结膜后，对真空感应炉炉腔充氩气到40KPa，然后加入易烧损元素Zr，同时进行大功率搅拌，直至合金液再次完全化清后，继续升温，使炉料温度在1600℃精炼5分钟，完成合金熔炼。

8、浇注雾化：将钢液温度控制在1580℃，进行浇注雾化。

9、筛分：利用270目和500目标准筛网，筛分出15-53μm粒度段粉末。

实施例2

本实施例提供的用于3D打印用低氮含量的高熵合金粉末的化学式为：CoCrNiFeTiAl，单炉熔炼150kg合金。

制备方法包括如下：

1、原材料准备：打磨掉所需合金原材料表面的氧化物及附着的杂物，直到出现金属光泽。然后放入酒精或者丙酮溶液并利用超声波清洗35min，清洗结束后放入80℃的烘箱进行8h的烘干。

2、炉料的布置：熔炼前需按照特定的顺序在坩埚内布料，依次加入1/3的Ni碎屑，全部的Co块、Fe块，剩余2/3的Ni块。

3、第一次熔炼：采用真空感应炉进行熔炼，当炉内真空度达到≤5Pa时，开始以40kW功率送电加热，排除原材料中附着的气体，当真空度达到≤0.1Pa时，调功率至100kW保持15min。进一步加大功率至120kW，Ni碎屑、Co块和Fe块依次熔化。待所有金属原料全部熔化，将功率降到最低10kW，使合金液表面冷冻结膜。而后加入Cr；加Cr完毕后，立即升高功率到140KW大功率搅拌化清。

4、第一次精炼：待炉内物料全部化清后，升温至1600℃后，开始第一次精炼。初次精炼过程中真空度小于1Pa时进行一次取样测量，测试熔体中的氮元素含量，当其含量小于目标值时结束初次精炼。

5、第二次精炼：第一次精炼结束后，降低功率至最低值10kW至合金液表面结膜并且凝固后，依次加入强氮化物形成元素Ti和Al，立即升高功率到140kW大功率搅拌化清后，进行第二次精炼，在精炼过程中随炉取样测量熔体中的N含量，当N含量达到目标要求后结束第二次精炼。

6、第三次精炼：继续升温，使炉料温度在1650℃精炼3分钟，完成合金熔炼。

7、浇注雾化：将钢液温度控制在1620℃，进行浇注雾化。

8、筛分：利用270目和500目标准筛网，筛分出15-53μm粒度段粉末。

实施例3

本实施例提供的用于3D打印用低氮含量的高熵合金粉末的化学式为：AlCoCrFeNi，单炉熔炼150Kg合金。

制备方法包括如下：

1、原材料准备：打磨掉所需合金原材料表面的氧化物及附着的杂物，直到出现金属光泽。然后放入酒精或者丙酮溶液并利用超声波清洗30min，清洗结束后放入70℃的烘箱进行9h的烘干。

2、炉料的布置：熔炼前需按照特定的顺序在坩埚内布料，依次加入1/3的Ni屑，全部的Co条、Fe块，剩余2/3的Ni块。

3、第一次熔炼：采用真空感应炉进行熔炼，当炉内真空度达到≤5Pa时，开始以30kW功率送电加热，排除原材料中附着气体，当真空度达到≤0.1Pa时，调功率至140kW保持12min。进一步加大功率至180kW，Ni屑和Co块、Fe块依次熔化。待所有金属原料全部熔化，将功率降到最低20kW，使合金液表面冷冻结膜。而后加入Cr；加Cr完毕后，立即升高功率到200kW大功率搅拌化清。

4、第一次精炼：待炉内物料全部化清后，升温至1580℃后，开始第一次精炼。初次精炼过程中真空度小于1Pa时进行一次取样测量，测试熔体中的氮元素含量，当其含量小于目标值时结束初次精炼。

5、第二次精炼：第一次精炼结束后，降低功率至最低值20kW至合金液表面结膜并且凝固后，加入强氮化物形成元素Al，立即升高功率到200kW大功率搅拌化清后，进行第二次精炼，在精炼过程中随炉取样测量熔体中的N含量，当N含量达到目标要求后结束第二次精炼。

6、第三次精炼：继续升温，使炉料温度在1625℃精炼4分钟，完成合金熔炼。

7、浇注雾化：将钢液温度控制在1680℃，进行浇注雾化。

8、筛分：利用270目和500目标准筛网，筛分出15-53μm粒度段的粉末。

实施例4

本实施例提供的用于3D打印用低氮含量的高熵合金粉末的化学式为：NiCrFeAlNb，单炉熔炼150Kg合金。

制备方法包括如下：

1、原材料准备：打磨掉所需合金原材料表面的氧化物及附着的杂物，直到出现金属光泽。然后放入酒精或者丙酮溶液并利用超声波清洗30min，清洗结束后放入70℃的烘箱进行9h的烘干。

2、炉料的布置：熔炼前需按照特定的顺序在坩埚内布料，依次加入1/3的Ni碎屑，全部的Fe块，剩余2/3的Ni块。

3、第一次熔炼：采用真空感应炉进行熔炼，当炉内真空度达到≤5Pa时，开始以30kW功率送电加热，排除原材料中附着的气体，当真空度达到≤0.1Pa时，调功率至90kW保持13min。进一步加大功率至110kW，Ni碎屑和Fe块依次熔化。待所有金属原料全部熔化，将功率降到最低，使合金液表面冷冻结膜。而后加入Cr；加Cr完毕后，立即升高功率到130kW大功率搅拌化清。待所有金属原料全部熔化，将功率降到最低15kW，使合金液表面冷冻结膜。而后加入Nb；加Nb完毕后，立即升高功率到130kW大功率搅拌化清。

4、第一次精炼：待炉内物料全部化清后，升温至1580℃后，开始第一次精炼。初次精炼过程中真空度小于1Pa时进行一次取样测量，测试熔体中的氮元素含量，当其含量小于目标值时结束初次精炼。

5、第二次精炼：第一次精炼结束后，降低功率至最低值15kW至合金液表面结膜并且凝固后，加入强氮化物形成元素Al，立即升高功率到130KW大功率搅拌化清后，进行第二次精炼，在精炼过程中随炉取样测量熔体中的N含量，当N含量达到目标要求后结束第二次精炼。

6、第三次精炼：继续升温，使炉料温度在1625℃精炼4分钟，完成合金熔炼。

7、浇注雾化：将钢液温度控制在1600℃，进行浇注雾化。

8、筛分：利用270目和500目标准筛网，筛分出15-53μm粒度段的粉末。

试验例1

重复实施上述实施例1-4，得到足够多的低氮含量的高熵合金粉末。

以现有的传统方法为对照，以实施例1为例，传统方法与本申请方案均分别测定熔炼雾化得到的高熵合金目标段粉末中的N含量，测定目标为3炉，其结果如下表1所示。

表1 N含量

由表1可以看出，通过本申请方法熔炼的三炉合金中，N含量均较传统方法所得的N含量明显更低，且均低于30ppm，表明本申请方案提供的高熵合金粉末的制备方法具有很好的脱N效果，能大幅度降低合金粉末中的N含量。

试验例2

以实施例1为例，设置对比组1，对比组1的与实施例1的区别在于：炉料布置未区分加入顺序和布料上下位置关系，采用一次性加入所有原材料，和一次性最大功率熔炼。采用试验例1中的测定方法，测定实施例1与对比组1中熔炼雾化得到的高熵合金目标段粉末中的N含量，其结果如表2所示。

表2 N含量

由表2可以看出，实施例1熔炼的三炉合金中，N含量均较对比组1所得的N含量明显更低，表明本申请方案提供的高熵合金粉末的制备方法中布料方式和熔炼方法对脱N效果具有较大影响。

综上所述，本发明实施例提供的低氮含量的高熵合金粉末的制备方法操作简便，易于实现，具有良好的脱氮效果。由此得到的高熵合金粉末具有较低的N含量。将其应用于3D打印，可提高成型部件的力学性能和产品质量。

以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (8)

1.一种低氮含量的高熵合金粉末的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：对高熵合金原材料中提供第一元素组的元素的材料进行第一次熔炼和第一次精炼，再加入提供第二元素组的元素的材料进行第二次精炼和第三次精炼，然后浇注雾化；

所述第一元素组包括Ta、Co、W、Mo、Fe、Ni、Cr、Cu、Ce、Re和Nb中的至少两种；

所述第二元素组包括Ti、B、Zr、Mn和Al中的至少一种；

提供所述第一元素组和所述第二元素组中的任意一种元素的材料的纯度≥90％；

所述高熵合金原材料中提供所述Ni、所述Ta、所述Co、所述W、所述Mo、所述Re、所述Ce、所述Cu和所述Fe中的元素的材料按元素Ni、Ta、Co、W、Mo、Re、Ce、Cu、Fe的顺序由下到上布料于熔炼坩埚中；

所述第一元素组包括Cr和Nb中的任意一种时，第一次熔化包括：先熔炼所述高熵合金原材料中提供所述Ni、所述Ta、所述Co、所述W、所述Mo、所述Re、所述Ce、所述Cu和所述Fe中的元素的材料，至完全熔化后，再加入提供所述Cr或提供所述Nb的材料继续熔炼；

所述高熵合金原材料中提供所述Ni、所述Ta、所述Co、所述W、所述Mo、所述Re、所述Ce、所述Cu和所述Fe中的元素的材料通过阶梯加热方式进行熔炼，阶梯加热方式包括：对熔炼设备的熔炼室及雾化室抽真空至真空度≤10Pa后以10-40kW的功率第一次加热15-20min；待所述熔炼室及所述雾化室的真空度≤0.1Pa，以80-140kW的功率第二次加热10-15min，然后再以100-180kW的功率第三次加热5-10min。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一元素组同时包括Cr和Nb时，第一次熔化包括：先熔炼所述高熵合金原材料中提供所述Ni、所述Ta、所述Co、所述W、所述Mo、所述Re、所述Ce、所述Cu和所述Fe中的元素的材料，至完全熔化后，加入提供所述Cr的材料继续熔炼，待所述Cr完全熔化后，再加入提供所述Nb的材料继续熔炼。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，第一次精炼是于熔炼结束后，升温至1550-1600℃，保温10-15min。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，第二次精炼是于第一次精炼后，调节功率至10-20kW，然后加入提供所述Ti和/或所述Al的材料，升高功率至120-200kW，搅拌化清。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，当所述高熵合金原材料中含有提供所述Mn和/或所述Zr和/或所述B的材料时，于第二次精炼结束后加入提供所述Mn和/或所述Zr和/或所述B的材料，然后进行第三次精炼。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，第三次精炼包括先调节功率至10-20kW并调节熔炼设备的熔炼室的气压为40-50kPa，然后加入提供所述Mn和/或所述Zr和/或所述B的材料，升高功率至120-200kW，搅拌化清。

7.一种低氮含量的高熵合金粉末，其特征在于，所述低氮含量的高熵合金粉末由如权利要求1-6任一所述的制备方法制备而得。

8.一种如权利要求7所述的低氮含量的高熵合金粉末的应用，其特征在于，将粉末粒径为15-53μm粒度段的所述低氮含量的高熵合金粉末用于3D打印。