难熔高熵合金的制备及其组织性能研究.pdf

《难熔高熵合金的制备及其组织性能研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、难熔高熵合金的制备及其组织性能研究刘学峰2015年6月中图分类号：TB31UDC分类号：540难熔高熵合金的制备及其组织性能研究作者姓名刘学峰学院名称材料学院指导教师王鲁教授答辩委员会主席刘颖教授申请学位工学硕士学科专业材料工程学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2015年6月9日PreparationandstudyonmicrostructureandpropertiesofrefractoryhighentropyalloysCandidateName：XuefengLiuSchoolorDepartment:MaterialsScienceandEngi

2、neeringFacultyMentor:Prof.LuWangChair,ThesisCommittee：Prof.YingLiuDegreeApplied:MasterofEngineeringMajor：MaterialEngineeringDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence：June9，2015研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不

3、包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：北京理工大学硕士学位论文摘要高熵合金作为一种新型合金材料，它突破了传统合金以一种或两种金属元素为主的合金设计理念。它是以五种或五种以上的合金元素按照等摩尔比或者接近等摩尔比的设计比例，通过电弧熔炼、机械合金化等方法制备出来的合金。由于多主元而产生的高熵效应，促使合金的结构为简单的面心立方、体心立方结构，有时还会形成少量的金属间化合物，从而对合金的性能起到强化作用。通过合金成分的优化设计，可

4、以得到具有高强度、高硬度、耐腐蚀、耐磨损和耐高温软化等优异性能的合金材料，因此，在未来具有很大的应用潜力。本文选取的是金属元素W、Nb、Mo、Ta、V、Zr、Hf和Ti八种元素为原料，按照等摩尔比的配比，利用真空非自耗电弧熔炼的方法分别制备WNbMoTaV、ZrTiMoTaV以及ZrTiHfVTa三组高熵合金。并采用XRD、OM、SEM、EDS、TEM等手段对高熵合金的组织形貌和相结构进行分析，同时对合金的硬度以及静态、动态和高温压缩强度进行研究。对WNbMoTaV合金在1350℃、1550℃、1750℃和1950℃四个温度进行高温退火实验，研究合金在退火后的组

5、织结构和性能的变化。研究表明：WNbMoTaV和ZrTiHfTaV合金的相结构均为单一体心立方结构，ZrTiMoTaV合金除了一种单一体心立方结构之外，还存在一种含有V的相，三组合金的组织均为树枝晶形貌。WNbMoTaV合金的维氏硬度值为575HV，ZrTiMoTaV为511HV，ZrTiHfTaV为411.4HV。三组合金的静态压缩强度在1919-2284MPa之间，动态压缩曲线表明三组合金均没有出现应变率强化效应。三组合金的高温压缩曲线表明，WNbMoTaV合金高温压缩强度较高，适于高温应用，ZrTiMoTaV和ZrTiHfTaV合金高温强度很低，不适于在8

6、00℃以上的高温下应用。对WNbMoTaV合金高温退火后发现，合金的相结构没有发生变化，组织趋于均匀化。关键词：高熵合金；显微组织；动态压缩；退火I北京理工大学硕士学位论文AbstractAsakindofnewalloymaterial，highentropyalloysbreakthroughthetraditionalalloydesignconceptonthebaseof“oneortwomajoralloyelements”.Highentropyalloysarecomposedoffiveormoreelementswhichhaveequalm

7、oleornearequalmoleratiosandpreparedbyvacuumnon-consumablearc-meltingormechnicalalloyingandsoon.Highentropyeffectsinhighentropyalloysarisingfromthemixtureofmulti-principalelements,promotetherandomsolidsolutionwithsimpleBCCorFCCstructuresandusuallywithalittleintermetallicswithinthegrai

8、ns,whichcans