难熔金属高熵合金的制备工艺与性能研究

本科生毕业论文

（2014届）

题目：难熔金属高熵合金的制备工艺和性

能研究

学院：物理电气信息学院

专业：物理学（师范）

年级： 2010级

学号： ***********

*名：***

指导教师：***

完成日期： 2014年5月7日

摘要

近年来高熵合金成为材料科学领域的一个研究热点，它突破了以一种或者两种金属元素为主的传统合金的发展框架，发展出一种新的合金设计理念。高熵合金是采用五种或五种以上元素按照等摩尔比或近等摩尔比进行混合形成的合金。多主元的混合产生高熵效应，促进元素充分混合形成简单的体心立方或面心立方结构，有时还会形成少量的晶间化合物相，从而起到固溶强化和弥散强化作用。因此很多高熵合金都具有较好的力学性能及耐腐蚀性能等多方面的性能，具有很大的应用潜力。

本文选用Al Cr Nb Ti V五种按照等摩尔比配制，利用非自耗电弧熔炼炉熔炼，并采用FEI Quanta 200 FEG与金相显微镜对铸态高熵合金进行组织形貌与相结构分析，然后又分别对合金的宏观及微观的硬度、压缩性能、耐磨性能及耐腐蚀性能进行测试。

关键词：高熵合金；组织结构；力学性能；耐腐蚀性

ABSTRACT

High entropy alloys with multi-principal elements is a novel concept for alloy design, which breaks through the traditional alloy design frame work on the base of “one or two major alloy elements”, and became one of hot research topics in materials science and engineering. High entropy alloys are composed of five or more elements which have equal mole or near equal mole ratios. High entropy effects in high entropy alloys arising from the mixture of multi-principal elements, promote the random solid solution with simple BCC or FCC structures and usually with a little intermetallics within the grains. These simple structures usually have relatively good mechanical properties and corrosion resistance due to the solid solution and dissemination strengthening effects. As a result, high entropy alloys have great potential applications.

The Al Cr Nb Ti V five according to molar ratio to prepare, by non consumable arc melting furnace, and using FEI Quanta 200 FEG and optical microscope for morphology of as cast high entropy alloy analysis and phase structure of alloy, and then the macro and micro hardness, compressive properties, abrasion resistance and corrosion resistance test.

Keywords:High entropy alloys；Structure；Mechanical properties；

Corrosion resistance

目录

第一章绪论 (1)

1.1 多主元合金的研究背景 (1)

1.2多主元高熵合金的定义 (2)

1.3高熵合金的应用前景 (3)

1.3.1高熵合金发展趋势 (3)

1.3.2 热障涂层 (3)

1.3.3 硬质合金粘结金属 (4)

第二章多主元高熵合金的性能特征 (5)

2.1高强度与硬度 (5)

2.2耐磨性 (6)

2.3耐蚀性 (6)

2.4多主元高熵合金的抗高温氧化能力 (6)

2.5耐热性 (7)

第三章高熵合金四大效应 (8)

3.1高熵效应 (8)

3.2晶格畸变效应 (8)

3.3缓慢扩散效应 (9)

3.4鸡尾酒效应 (9)

第四章高熵合金的制备方法 (10)

4.1 合金成分 (10)

4.2合金的制备 (10)

4.2.1多功能真空电弧炉工作原理 (10)

4.2.2操作过程 (10)

4.3线切割样品及打磨 (11)

4.3.1电火花线切割机工作原理 (11)

4.3.2将样品用抛光机打磨光滑及工作原理 (11)

4.4 微观组织分析 (11)

4.4.1 金相分析 (11)

4.4.2扫描电镜分析 (12)

第五章结论 (13)

5.1结论 (13)

5.2论文不足之处 (13)

参考文献 (14)

致谢 (15)