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稀有金属2024年第03期:微合金化对双相中熵合金组织与力学性能影响研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:赵燕春;张文强;师自强;冯力;张东;寇生中;

单位:兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室;兰州理工大学温州泵阀工程研究院;金川集团股份有限公司镍钴资源综合利用国家重点实验室;

摘要:采用水冷铜坩埚磁悬浮熔炼和铜模负压吸铸法制备了(Fe_(63.3)Mn_(14)Si_(9.1)Cr_(9.8)C_(3.8))_(100-x)Cu_x,(Fe_(63.3)Mn_(14)Si_(9.1)Cr_(9.8)C_(3.8))_(100-x)Ag_x以及(Fe_(63.3)Mn_(14)Si_(9.1)Cr_(9.8)C_(3.8))_(100-2x)Cu_xAg_x (x=0,0.5,1,1.5和2;原子分数)3种中熵合金体系,探究了通过添加正的混合焓元素Cu,Ag合金化于面心立方(fcc)结构的中熵合金基体,调控组织制备了双相fcc的新型中熵合金,并采用Olson-Cohen热力学模型计算fcc中熵合金的层错能时忽略间隙原子偏聚对fcc中熵合金的影响。结果表明,分别添加Cu,Ag以及Cu和Ag元素混合添加后,原子尺寸差电负性增大、价电子浓度减小,促进固溶体结构形成。中熵合金系为fcc相结构,随着Cu,Ag元素含量的增加,层错能降低同时细化晶粒,合金的综合力学性能提高。当Cu,Ag含量均为2%时,合金中出现两种不同的fcc结构,其中fcc1为贫Cu/Ag的基体相,fcc2富含Cu/Ag,且基体相在形变过程中诱发相变产生密排六方(hcp)相。(Fe_(63.3)Mn_(14)Si_(9.1)Cr_(9.8)C_(3.8))_(97)Cu_(1.5)Ag_(1.5)中熵合金的综合力学性能较为优异,其屈服强度、断裂强度以及塑性应变分别为1106.73 MPa,2604.32 MPa和25.91%。

关键词:中熵合金;;微合金化;;力学性能;;相分离

基金资助:国家自然科学基金项目(52061027);; 甘肃省重点研发计划项目(22YF7GA155);; 浙江省自然科学基金项目(LY23E010002);; 兰州市青年科技人才创新项目(2023-QN-91)资助