AlCoCrFeNiTix高熵合金材料及其制备方法

摘要

本发明涉及高熵合金材料及其制备技术。高熵合金材料成分为AlCoCrFeNiTix，其中x为摩尔比且取值范围为0.1～0.4。其制备方法包括：准备原料，采用的合金冶炼原料为Al、Co、Cr、Fe、Ni和Ti元素，按照摩尔比进行精确称量配比；随后净化金属表面氧化物；先将配好的原料放在水冷铜模熔炼池中的槽内，抽真空-充氩气，熔炼电流在250安培左右，时间约30-60秒钟，待合金充分混合后将合金块翻转，之后将合金锭放入水冷铜模的槽内，调节熔炼电流，待合金熔化均匀后，打开吸铸吸气阀，利用泵内真空进行吸铸，待合金模具冷却后取出即可。与传统的晶态合金相比，本发明的高熵合金表现出相当高的热稳定性、硬度、屈服强度、断裂强度、塑性变形和加工硬化能力。

主权项

一种高熵合金材料，其特征在于：所述高熵合金成分为AlCoCrFeNiTix，其中x为摩尔比，x的取值范围为0.1～0.4，所述成分的高熵合金材料通过以下方法制备，该方法包括以下步骤：一、准备原料，采用的合金冶炼原料为Al、Co、Cr、Fe、Ni和Ti元素，按照摩尔比进行精确称量配比，供熔炼制备合金时使用；二、纯金属的净化，合金制备采用Al、Co、Cr、Fe、Ni、Ti为原料，净化金属表面氧化物；三、熔炼合金，先将配好的原料放在水冷铜模熔炼池中的槽内，之后关好炉门，拧紧样品室四个封闭旋钮，对样品室抽真空，当真空度达到1×10‑3Pa后向样品室充纯度99.999％的氩气至半个大气压；熔炼电流在250安培，时间30‑60秒钟；待合金充分混合后将合金块翻转，如此反复4次以上，将合金锭迅速放入水冷铜模的槽内，水冷铜模的槽是事先按需求放置的模具，调节熔炼电流，待合金熔化均匀后，打开吸铸吸气阀，利用泵内真空进行吸铸，待合金模具冷却后取出，即成功熔炼成不同Ti含量的Φ3mm的AlCoCrFeNiTix高熵合金；四、热处理，先用电阻炉进行热处理，合金的热处理温度是500℃、700℃、900℃三个温度中的任一个；随后将温度升到设定温度后，使试样入炉，随炉保温；之后随炉保温时间2h后，出炉空冷即可；在所述方法中，纯金属净化步骤中采用硼酐净化金属表面氧化物，先将经干燥的硼酐放入试管，然后放入待净化的纯金属，使硼酐位于试管底部，加热试管至金属熔化，熔化后的硼酐溶解金属氧化物且向试管上部移动，浮于液态金属上方而净化金属；熔炼合金的步骤中采用WK型真空电弧炉来熔炼合金；熔炼合金的步骤中对样品室抽真空时，反复进行“抽真空‑充氩气”的过程3至5次，降低氧化影响以用于熔炼；熔炼合金的水冷铜模熔炼池包括：中心供熔炼和吸铸用的槽，周围四个供熔炼用的槽。