CN111321336A - 一种低缺口敏感性的共晶高熵合金及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种低缺口敏感性的共晶高熵合金，其组成按照原子比为Al：Co：Cr：Fe：Ni＝x：w：k：z：y；其中，w＝k＝z＝0.9～1；x＝0.8～0.9；y＝1.9～2。本发明还提供一种低缺口敏感性的共晶高熵合金的制备方法，包括步骤1：在水冷铜坩埚的第一个熔炼池内放入高纯钛锭，再将Al、Co、Cr、Fe、Ni单质纯金属原料放入第二个熔炼池内；步骤2：将电弧炉工作腔抽真空至4×10‑3～6×10‑3Pa，再通入高纯氩气；步骤3：对第一个熔炼池内的高纯钛锭进行熔炼，且熔炼电流为190～200A，熔炼时间为80～100s；步骤4：对第二个熔炼池内的金属原料进行熔炼，且熔炼电流为190～200A，熔炼时间为80～100s，等待3min后，翻转铸锭，重复熔炼6～7次，调节熔炼电流至300～350A，待铸锭熔化至熔融状，进行铜模吸铸获得共晶高熵合金。

Description

一种低缺口敏感性的共晶高熵合金及其制备方法
技术领域
本发明涉及金属材料及制备领域，更具体的是，本发明涉及一种低缺口敏感性的Al0.9CoCrFeNi2共晶高熵合金及其制备方法。
背景技术
高熵合金(HEA)具有多个等摩尔或接近等摩尔比的主要元素，由于其优异的综合性能，例如高强度、高热稳定性、优异的低温韧性、较大的加工硬化能力、良好的抗疲劳性、良好的耐腐蚀和耐磨性等，成为金属材料领域的一大研究热点。但是，像大多数材料一样，具有高强度的同时保持高塑性对于HEA也是一个巨大的挑战，并已成为其在工程领域中应用的障碍。为了同时获得高强度和高延展性，采用共晶合金概念引入了一种新的HEA设计方法。这种新的合金称为共晶高熵合金(EHEA)。据报道，EHEA具有许多优点，例如耐高温蠕变，高强度和延展性以及良好的流动性和可浇铸性。目前，科研工作者通过成分设计，并用不同的制备方法制备了许多EHEA。
另外，合金材料的缺口敏感性对该材料的使用性能起着至关重要的影响。在许多构件、零件、器具中，缺口是无法避免的。它的存在会导致试样内部的应力分布发生重大变化，尤其是在缺口位置附近。在载荷作用下，由于应力集中，缺口通常是断裂的起点。由此可见，合金材料的缺口敏感性在工程结构部件的可靠性和安全性设计中起着重要的作用。因此，如何通过成分设计、制备方法获得低敏感性合金材料，是科研工作者共同努力的目标。
发明内容
本发明的一个目的是设计开发了一种低缺口敏感性的共晶高熵合金，优化各原子配比，获得由FCC和B2相所组成的层片状钢架结构的共晶组织，具有高强度、高硬度、高延展性。
本发明的另一个目的是设计开发了一种低缺口敏感性的共晶高熵合金的制备方法，基于铜模吸铸的真空电弧熔炼方法制备，并优化各原子配比，获得由FCC和B2相所组成的层片状钢架结构的共晶组织，具有高强度、高硬度、高延展性。
本发明提供的技术方案为：
一种低缺口敏感性的共晶高熵合金，其组成按照原子比为Al：Co：Cr：Fe：Ni＝x：w：k：z：y；
其中，w＝k＝z＝0.9～1；x＝0.8～0.9；y＝1.9～2。
一种低缺口敏感性的共晶高熵合金的制备方法，基于铜模吸铸的真空电弧熔炼方法制备，具体包括如下步骤：
步骤1：在水冷铜坩埚的第一个熔炼池内放入高纯钛锭，再将Al、Co、Cr、Fe、Ni单质纯金属原料放入第二个熔炼池内，
其中，金属原料的放入顺序根据Al、Co、Cr、Fe、Ni的熔点从低到高，从下到上依次放入；
步骤2：将电弧炉工作腔抽真空至4×10-3～6×10-3Pa，再通入高纯氩气作为保护气体；
步骤3：对第一个熔炼池内的高纯钛锭进行熔炼，且熔炼电流为190～210A，熔炼时间为80～100s；
步骤4：对第二个熔炼池内的金属原料进行熔炼，且熔炼电流为190～210A，熔炼时间为80～100s，等待3min后，翻转铸锭，重复熔炼6～7次，调节熔炼电流至300～350A，待铸锭熔化至熔融状，进行铜模吸铸获得共晶高熵合金。
优选的是，在所述步骤1中，按照Al：Co：Cr：Fe：Ni＝x：w：k：z：y的原子比称取Al、Co、Cr、Fe、Ni单质纯金属原料，其中，w＝k＝z＝0.9～1；x＝0.8～0.9；y＝1.9～2。
优选的是，在所述步骤2中，将所述电弧炉工作腔抽真空包括：
通冷却水，并关闭扩散泵阀门，对扩散泵预热30～40min；
对所述电弧炉工作腔进行抽真空，当气压降至2×10-1Pa时，开启扩散泵，将气压抽至4×10-3～6×10-3Pa，并充入氩气。
优选的是，在所述步骤3中，通过钨电极对所述第一个熔炼池内的高纯钛锭进行熔炼，且起弧电流小于等于60～70A。
优选的是，在所述步骤4中，通过钨电极对所述第二个熔炼池内的金属原料进行熔炼，且起弧电流小于等于60～70A。
优选的是，在所述步骤1中，称取Al、Co、Cr、Fe、Ni单质纯金属原料后，切割为块状或者棒材状，并依次放入所述第二个熔炼池内。
优选的是，在所述步骤1中，所述Al、Co、Cr、Fe、Ni单质纯金属原料的纯度大于等于99.99％。
优选的是，重复操作所述步骤2，2～3次。
优选的是，重复操作所述步骤3，2～3次。
本发明所述的有益效果：
(1)本发明设计开发了的低缺口敏感性的共晶高熵合金，优化各原子配比，获得由FCC和B2相所组成的层片状钢架结构的共晶组织，具有高强度、高硬度、高延展性。
(2)具有优良的综合力学性能，屈服强度为655Mpa，抗拉强度为1280Mpa。U型缺口尺寸为0.4mm的试样的屈服强度为865Mpa，抗拉强度为1304Mpa。U型缺口尺寸为0.2mm的试样的屈服强度为993Mpa，抗拉强度为1405Mpa。与无缺口的光滑试样相比，屈服强度和抗拉强度都有不同程度的上升，说明缺口试样的力学性能得到了强化。大缺口试样的缺口敏感度和应力集中系数分别为1.019和5.24，小缺口试样的缺口敏感度和应力集中系数则分别为1.098和6.667，更加说明了共晶高熵合金对缺口的不敏感性。
(3)本发明设计开发的低缺口敏感性的共晶高熵合金的制备方法，基于铜模吸铸的真空电弧熔炼方法制备，并优化各原子配比，获得由FCC和B2相所组成的层片状钢架结构的共晶组织，具有高强度、高硬度、高延展性。
附图说明
图1为本发明实施例2所述吸铸铜模型腔的结构示意图。
图2为本发明实施例2制备的Al0.9CoCrFeNi2合金的XRD图谱。
图3为本发明实施例2制备的Al0.9CoCrFeNi2合金的扫描电镜图。
图4为本发明实施例2制备的Al0.9CoCrFeNi2合金的扫描电镜图。
图5为本发明实施例2制备的Al0.9CoCrFeNi2合金的扫描电镜图。
图6为本发明对比例1制备的Al0.7CoCrFeNi2.1合金的金相照片。
图7为本发明对比例2制备的AlCo0.9Cr0.9Fe0.9Ni1.8合金的金相照片。
图8为本发明实施例2制备的Al0.9CoCrFeNi2合金的拉伸曲线图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
本发明提供一种低缺口敏感性的共晶高熵合金，其组成按照原子比为Al：Co：Cr：Fe：Ni＝x：w：k：z：y；
其中，w＝k＝z＝0.9～1；x＝0.8～0.9；y＝1.9～2。
本发明设计开发了的低缺口敏感性的共晶高熵合金，优化各原子配比，获得由FCC和B2相所组成的层片状钢架结构的共晶组织，具有高强度、高硬度、高延展性。
本发明还提供一种低缺口敏感性的共晶高熵合金的制备方法，基于铜模吸铸的真空电弧熔炼方法制备，具体包括如下步骤：
步骤1：在水冷铜坩埚的第一个熔炼池内放入高纯钛锭，按照Al：Co：Cr：Fe：Ni＝x：w：k：z：y的原子比称取Al、Co、Cr、Fe、Ni单质纯金属原料，其中，w＝k＝z＝0.9～1；x＝0.8～0.9；y＝1.9～2，且Al、Co、Cr、Fe、Ni单质纯金属原料的纯度大于等于99.99％，并切割为块状或者棒材状，再将Al、Co、Cr、Fe、Ni单质纯金属原料放入第二个熔炼池内，
其中，金属原料的放入顺序根据Al、Co、Cr、Fe、Ni的熔点从低到高，从下到上依次放入；
步骤2：通冷却水，并关闭扩散泵阀门，对扩散泵预热30～40min；
对所述电弧炉工作腔进行抽真空，当气压降至2×10-1Pa时，开启扩散泵，将气压抽至4×10-3～6×10-3Pa，并充入氩气。
排出氩气，重新进行抽真空，重复上述操作2～3次；
步骤3：通过钨电极对所述第一个熔炼池内的高纯钛锭进行熔炼，且起弧电流小于等于60～70A，加大熔炼电流为190～210A，熔炼时间为80～100s；
将钛锭反复熔炼两次，每次熔炼时间80～100s，确保电弧炉工作腔内残余氧气去除干净。
步骤4：通过钨电极对所述第二个熔炼池内的金属原料进行熔炼，且起弧电流小于等于60～70A，加大熔炼电流为190～210A，熔炼时间为80～100s，等待3min后，翻转铸锭，重复熔炼6～7次，再调节熔炼电流至300～350A，待铸锭熔化至熔融状，进行铜模吸铸获得共晶高熵合金。
实施例1
(一)、备料：准备Al、Co、Cr、Fe、Ni单质纯金属原料，纯度大于99.99％，并将较大的块材、板材、带材、棒材等切成便于使用的较小的块材、棒材等。按摩尔比Al：Co：Cr：Fe：Ni＝0.8：0.9：0.9：0.9：1.9称取原料。
(二)、熔炼：
称量总质量为20g的金属原料，将称量好的金属原料用WK-П型非自耗真空电弧熔炼炉进行熔炼。吸铸铜模型腔为长宽厚分别为10×8×2mm的板条，如图1所示。水冷铜坩埚内有吸铸铜模装置并与吸铸阀相连。
步骤1：在水冷铜坩埚其中的一个熔炼池内放入高纯钛锭，再将称取的待熔炼原料放入另一个熔炼池，放入顺序根据各金属材料熔点从低到高，从下到上放入。放入材料后，关闭真空室炉门，拧紧真空室旋钮；
步骤2：通冷却水，确定扩散泵阀门关闭，拉出三通阀杆，对扩散泵预热30分钟；
步骤3：对真空室及各真空管道进行抽气，当炉体气压降至2×10-1Pa时，推进三通阀杆，打开扩散泵将炉内气压抽至6×10-3Pa并充入氩气清洗炉膛；
步骤4：排出氩气，重复步骤3；
步骤5：将电极放在钨柱上方1～2mm处，打开电源开关，起弧电流调至60A以下进行引弧，再加大电流至190A；
步骤6：将钛锭反复熔炼两次，每次熔炼时间80s，确保炉内残余氧气去除干净；
步骤7：重复步骤5将另一个熔炼池中准备好的金属原料Al、Co、Cr、Fe、Ni熔炼，得到铸锭，熔炼时间为80s；
步骤8：等待3分钟后，翻转铸锭；
步骤9：重复步骤7，6次，以达到合金成分均匀的目的。加大电流至300A，将铸锭熔化至熔融状态，迅速打开吸铸阀，将熔化的合金吸入铜模内。待铜模冷却后取出合金Al0.8Co0.9Cr0.9Fe0.9Ni1.9，得到板状样品，便成功制得了合金板。
实施例2
(一)、备料：准备Al、Co、Cr、Fe、Ni单质纯金属原料，纯度大于99.99％，并将较大的块材、板材、带材、棒材等切成便于使用的较小的块材、棒材等。按摩尔比Al：Co：Cr：Fe：Ni＝0.9：1：1：1：2称取原料。
(二)、熔炼：
称量总质量为20g的金属原料，将称量好的金属原料用WK-П型非自耗真空电弧熔炼炉进行熔炼。吸铸铜模型腔为长宽厚分别为10×8×2mm的板条，如图1所示。水冷铜坩埚内有吸铸铜模装置并与吸铸阀相连。
步骤1：在水冷铜坩埚其中的一个熔炼池内放入高纯钛锭，再将称取的待熔炼原料放入另一个熔炼池，放入顺序根据各金属材料熔点从低到高，从下到上放入。放入材料后，关闭真空室炉门，拧紧真空室旋钮；
步骤2：通冷却水，确定扩散泵阀门关闭，拉出三通阀杆，对扩散泵预热30分钟；
步骤3：对真空室及各真空管道进行抽气，当炉体气压降至2×10-1Pa时，推进三通阀杆，打开扩散泵将炉内气压抽至5×10-3Pa并充入氩气清洗炉膛；
步骤4：排出氩气，重复步骤3；
步骤5：将电极放在钨柱上方1～2mm处，打开电源开关，起弧电流调至70A以下进行引弧，再加大电流至200A；
步骤6：将钛锭反复熔炼两次，每次熔炼时间90s，确保炉内残余氧气去除干净；
步骤7：重复步骤5将另一个熔炼池中准备好的金属原料Al、Co、Cr、Fe、Ni熔炼，得到铸锭，熔炼时间为90s；
步骤8：等待3分钟后，翻转铸锭；
步骤9：重复步骤7，6次，以达到合金成分均匀的目的。加大电流至300A，将铸锭熔化至熔融状态，迅速打开吸铸阀，将熔化的合金吸入铜模内。待铜模冷却后取出合金Al0.9CoCrFeNi2，得到板状样品，便成功制得了合金板。
实施例3
(一)、备料：准备Al、Co、Cr、Fe、Ni单质纯金属原料，纯度大于99.99％，并将较大的块材、板材、带材、棒材等切成便于使用的较小的块材、棒材等。按摩尔比Al：Co：Cr：Fe：Ni＝0.8：1：1：1：2称取原料。
(二)、熔炼：
称量总质量为20g的金属原料，将称量好的金属原料用WK-П型非自耗真空电弧熔炼炉进行熔炼。吸铸铜模型腔为长宽厚分别为10×8×2mm的板条，如图1所示。水冷铜坩埚内有吸铸铜模装置并与吸铸阀相连。
步骤1：在水冷铜坩埚其中的一个熔炼池内放入高纯钛锭，再将称取的待熔炼原料放入另一个熔炼池，放入顺序根据各金属材料熔点从低到高，从下到上放入。放入材料后，关闭真空室炉门，拧紧真空室旋钮；
步骤2：通冷却水，确定扩散泵阀门关闭，拉出三通阀杆，对扩散泵预热30分钟；
步骤3：对真空室及各真空管道进行抽气，当炉体气压降至2×10-1Pa时，推进三通阀杆，打开扩散泵将炉内气压抽至4×10-3Pa并充入氩气清洗炉膛；
步骤4：排出氩气，重复步骤3；
步骤5：将电极放在钨柱上方1～2mm处，打开电源开关，起弧电流调至70A以下进行引弧，再加大电流至210A；
步骤6：将钛锭反复熔炼两次，每次熔炼时间100s，确保炉内残余氧气去除干净；
步骤7：重复步骤5将另一个熔炼池中准备好的金属原料Al、Co、Cr、Fe、Ni熔炼，得到铸锭，熔炼时间为100s；
步骤8：等待3分钟后，翻转铸锭；
步骤9：重复步骤7，7次，以达到合金成分均匀的目的。加大电流至350A，将铸锭熔化至熔融状态，迅速打开吸铸阀，将熔化的合金吸入铜模内。待铜模冷却后取出合金Al0.8CoCrFeNi2，得到板状样品，便成功制得了合金板。
实施例4
(一)、备料：准备Al、Co、Cr、Fe、Ni单质纯金属原料，纯度大于99.99％，并将较大的块材、板材、带材、棒材等切成便于使用的较小的块材、棒材等。按摩尔比Al：Co：Cr：Fe：Ni＝0.9：0.9：0.9：0.9：1.9称取原料。
(二)、熔炼：
称量总质量为20g的金属原料，将称量好的金属原料用WK-П型非自耗真空电弧熔炼炉进行熔炼。吸铸铜模型腔为长宽厚分别为10×8×2mm的板条，如图1所示。水冷铜坩埚内有吸铸铜模装置并与吸铸阀相连。
步骤1：在水冷铜坩埚其中的一个熔炼池内放入高纯钛锭，再将称取的待熔炼原料放入另一个熔炼池，放入顺序根据各金属材料熔点从低到高，从下到上放入。放入材料后，关闭真空室炉门，拧紧真空室旋钮；
步骤2：通冷却水，确定扩散泵阀门关闭，拉出三通阀杆，对扩散泵预热30分钟；
步骤3：对真空室及各真空管道进行抽气，当炉体气压降至2×10-1Pa时，推进三通阀杆，打开扩散泵将炉内气压抽至5×10-3Pa并充入氩气清洗炉膛；
步骤4：排出氩气，重复步骤3；
步骤5：将电极放在钨柱上方1～2mm处，打开电源开关，起弧电流调至70A以下进行引弧，再加大电流至200A；
步骤6：将钛锭反复熔炼两次，每次熔炼时间90s，确保炉内残余氧气去除干净；
步骤7：重复步骤5将另一个熔炼池中准备好的金属原料Al、Co、Cr、Fe、Ni熔炼，得到铸锭，熔炼时间为100s；
步骤8：等待3分钟后，翻转铸锭；
步骤9：重复步骤7，7次，以达到合金成分均匀的目的。加大电流至330A，将铸锭熔化至熔融状态，迅速打开吸铸阀，将熔化的合金吸入铜模内。待铜模冷却后取出合金Al0.9Co0.9Cr0.9Fe0.9Ni1.9，得到板状样品，便成功制得了合金板。
对比例1
(一)、备料：准备Al、Co、Cr、Fe、Ni单质纯金属原料，纯度大于99.99％，并将较大的块材、板材、带材、棒材等切成便于使用的较小的块材、棒材等。按摩尔比Al：Co：Cr：Fe：Ni＝0.7：1：1：1：2.1称取原料。
(二)、熔炼：
称量总质量为20g的金属原料，将称量好的金属原料用WK-П型非自耗真空电弧熔炼炉进行熔炼。吸铸铜模型腔为长宽厚分别为10×8×2mm的板条，如图1所示。水冷铜坩埚内有吸铸铜模装置并与吸铸阀相连。
步骤1：在水冷铜坩埚其中的一个熔炼池内放入高纯钛锭，再将称取的待熔炼原料放入另一个熔炼池，放入顺序根据各金属材料熔点从低到高，从下到上放入。放入材料后，关闭真空室炉门，拧紧真空室旋钮；
步骤2：通冷却水，确定扩散泵阀门关闭，拉出三通阀杆，对扩散泵预热30分钟；
步骤3：对真空室及各真空管道进行抽气，当炉体气压降至2×10-1Pa时，推进三通阀杆，打开扩散泵将炉内气压抽至5×10-3Pa并充入氩气清洗炉膛；
步骤4：排出氩气，重复步骤3；
步骤5：将电极放在钨柱上方1～2mm处，打开电源开关，起弧电流调至70A以下进行引弧，再加大电流至200A；
步骤6：将钛锭反复熔炼两次，每次熔炼时间90s，确保炉内残余氧气去除干净；
步骤7：重复步骤5将另一个熔炼池中准备好的金属原料Al、Co、Cr、Fe、Ni熔炼，得到铸锭，熔炼时间为90s；
步骤8：等待3分钟后，翻转铸锭；
步骤9：重复步骤7，6次，以达到合金成分均匀的目的。加大电流至300A，将铸锭熔化至熔融状态，迅速打开吸铸阀，将熔化的合金吸入铜模内。待铜模冷却后取出合金Al0.7CoCrFeNi2.1，得到板状样品，便成功制得了合金板。
对比例2
(一)、备料：准备Al、Co、Cr、Fe、Ni单质纯金属原料，纯度大于99.99％，并将较大的块材、板材、带材、棒材等切成便于使用的较小的块材、棒材等。按摩尔比Al：Co：Cr：Fe：Ni＝1：0.9：0.9：0.9：1.8称取原料。
(二)、熔炼：
称量总质量为20g的金属原料，将称量好的金属原料用WK-П型非自耗真空电弧熔炼炉进行熔炼。吸铸铜模型腔为长宽厚分别为10×8×2mm的板条，如图1所示。水冷铜坩埚内有吸铸铜模装置并与吸铸阀相连。
步骤1：在水冷铜坩埚其中的一个熔炼池内放入高纯钛锭，再将称取的待熔炼原料放入另一个熔炼池，放入顺序根据各金属材料熔点从低到高，从下到上放入。放入材料后，关闭真空室炉门，拧紧真空室旋钮；
步骤2：通冷却水，确定扩散泵阀门关闭，拉出三通阀杆，对扩散泵预热30分钟；
步骤3：对真空室及各真空管道进行抽气，当炉体气压降至2×10-1Pa时，推进三通阀杆，打开扩散泵将炉内气压抽至5×10-3Pa并充入氩气清洗炉膛；
步骤4：排出氩气，重复步骤3；
步骤5：将电极放在钨柱上方1～2mm处，打开电源开关，起弧电流调至70A以下进行引弧，再加大电流至200A；
步骤6：将钛锭反复熔炼两次，每次熔炼时间90s，确保炉内残余氧气去除干净；
步骤7：重复步骤5将另一个熔炼池中准备好的金属原料Al、Co、Cr、Fe、Ni熔炼，得到铸锭，熔炼时间为90s；
步骤8：等待3分钟后，翻转铸锭；
步骤9：重复步骤7，6次，以达到合金成分均匀的目的。加大电流至300A，将铸锭熔化至熔融状态，迅速打开吸铸阀，将熔化的合金吸入铜模内。待铜模冷却后取出合金AlCo0.9Cr0.9Fe0.9Ni1.8，得到板状样品，便成功制得了合金板。
对实施例1-4和对比例1-2获得的合金进行扫描电镜和金相分析，如图3-7所示，可以发现，实施例1-4获得的合金均为FCC和B2相所组成的层片状钢架结构的共晶组织，对比例1的是树枝晶和片层的混合结构，为亚共晶结构，对比例2为晶胞和颗粒状组织的混合结构，为过共晶结构，因此需要控制Al、Co、Cr、Fe和Ni的原子比，以保证制备的合金为共晶合金。
对实施例1-4和对比例1-2获得的合金进行拉伸试验，实施例1-4获得的合金的最大屈服强度为655Mpa，最大抗拉强度为1280Mpa，而对比例1-2获得的合金最大屈服强度仅为550Mpa，最大抗拉强度仅为1100Mpa，说明对比例1-2获得的合金的力学性能较差。
对实施例2获得的共晶高熵合金进行定性分析。
如图2-5所示，实施例2获得的共晶高熵合金为由FCC和B2相所组成的层片状钢架结构的共晶组织。
对实施例2获得的共晶高熵合金引入不同尺寸的U型缺口，并进行力学性能测试，如图8所示，其中，NTS表示notched samples，意思是有缺口的试样；UNTS表示un-notchedsamples，意思是没有缺口的试样。Kt表示：应力集中系数。
在没有缺口存在时，试样的屈服强度为655Mpa，抗拉强度为1280Mpa。缺口尺寸为0.4mm的试样的屈服强度为865Mpa，抗拉强度为1304Mpa。缺口尺寸为0.2mm的试样的屈服强度为993Mpa，抗拉强度为1405Mpa。与无缺口的光滑试样相比，屈服强度和抗拉强度都有不同程度的上升，证明缺口试样的力学性能得到了强化。大缺口试样的缺口敏感度和应力集中系数分别为1.019和5.24，小缺口试样的缺口敏感度和应力集中系数则分别为1.098和6.667，这更加证明了Al0.9CoCrFeNi2共晶高熵合金对缺口不敏感。
本发明设计开发的低缺口敏感性的共晶高熵合金的制备方法，基于铜模吸铸的真空电弧熔炼方法制备，并优化各原子配比，获得由FCC和B2相所组成的层片状钢架结构的共晶组织，具有高强度、高硬度、高延展性。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (10)

1.一种低缺口敏感性的共晶高熵合金，其特征在于，其组成按照原子比为Al：Co：Cr：Fe：Ni＝x：w：k：z：y；
其中，w＝k＝z＝0.9～1；x＝0.8～0.9；y＝1.9～2。
2.一种低缺口敏感性的共晶高熵合金的制备方法，其特征在于，基于铜模吸铸的真空电弧熔炼方法制备，具体包括如下步骤：
步骤1：在水冷铜坩埚的第一个熔炼池内放入高纯钛锭，再将Al、Co、Cr、Fe、Ni单质纯金属原料放入第二个熔炼池内，
其中，金属原料的放入顺序根据Al、Co、Cr、Fe、Ni的熔点从低到高，从下到上依次放入；
步骤2：将电弧炉工作腔抽真空至4×10-3～6×10-3Pa，再通入高纯氩气作为保护气体；
步骤3：对第一个熔炼池内的高纯钛锭进行熔炼，且熔炼电流为190～210A，熔炼时间为80～100s；
步骤4：对第二个熔炼池内的金属原料进行熔炼，且熔炼电流为190～210A，熔炼时间为80～100s，等待3min后，翻转铸锭，重复熔炼6～7次，调节熔炼电流至300～350A，待铸锭熔化至熔融状，进行铜模吸铸获得共晶高熵合金。
3.如权利要求2所述的低缺口敏感性的共晶高熵合金的制备方法，其特征在于，在所述步骤1中，按照Al：Co：Cr：Fe：Ni＝x：w：k：z：y的原子比称取Al、Co、Cr、Fe、Ni单质纯金属原料，其中，w＝k＝z＝0.9～1；x＝0.8～0.9；y＝1.9～2。
4.如权利要求2所述的低缺口敏感性的共晶高熵合金的制备方法，其特征在于，在所述步骤2中，将所述电弧炉工作腔抽真空包括：
通冷却水，并关闭扩散泵阀门，对扩散泵预热30～40min；
对所述电弧炉工作腔进行抽真空，当气压降至2×10-1Pa时，开启扩散泵，将气压抽至4×10-3～6×10-3Pa，并充入氩气。
5.如权利要求2所述的低缺口敏感性的共晶高熵合金的制备方法，其特征在于，在所述步骤3中，通过钨电极对所述第一个熔炼池内的高纯钛锭进行熔炼，且起弧电流小于等于60～70A。
6.如权利要求2所述的低缺口敏感性的共晶高熵合金的制备方法，其特征在于，在所述步骤4中，通过钨电极对所述第二个熔炼池内的金属原料进行熔炼，且起弧电流小于等于60～70A。
7.如权利要求2或3所述的低缺口敏感性的共晶高熵合金的制备方法，其特征在于，在所述步骤1中，称取Al、Co、Cr、Fe、Ni单质纯金属原料后，切割为块状或者棒材状，并依次放入所述第二个熔炼池内。
8.如权利要求7所述的低缺口敏感性的共晶高熵合金的制备方法，其特征在于，在所述步骤1中，所述Al、Co、Cr、Fe、Ni单质纯金属原料的纯度大于等于99.99％。
9.如权利要求2、3或4所述的低缺口敏感性的共晶高熵合金的制备方法，其特征在于，重复操作所述步骤2，2～3次。
10.如权利要求2、3、4或5所述的低缺口敏感性的共晶高熵合金的制备方法，其特征在于，重复操作所述步骤3，2～3次。
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