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FeCoNiCu系高熵合金的组织与性能

作　者: 李建忠
导　师: 张志
学　校: 河南理工大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 高熵合金 结构相 显微组织 性能
分类号: TG131
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 78次
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内容摘要


研究了一系列不同成分的高熵合金的制备、组织和性能,其中包括五元等摩尔比的FeCoNiCuTM(TM为Al、Cr、Ti、Mn、Mo、Zr、Nb、Si、Sn)、改变Cu含量的FeCoNiCu_xAl以及改变Cu、Mo的FeCoNiCu_xMo和FeCoNiCuMo_x。利用电弧炉熔炼母合金及吸铸的方法制备直径为5mm的合金样品。采用X射线衍射仪分析合金的相结构,合金的微观组织采用光学显微镜和扫描电子显微镜,并测定了合金的显微硬度和压缩性能。通过热分析的方法研究了合金的热稳定性。研究表明,FeCoNiCuTM合金的相结构及微观组织随添加的成分变化而变化,但大多可形成简单的FCC(或BCC)结构或两者混合结构。在这类高熵合金体系中,形成的结构相类型在很大程度上与合金组元的原子半径差及混合热有着极为密切的关系。FeCoNiCu_xAl高熵合金体系容易形成简单FCC结构和BCC结构的固溶体,Cu含量增加会促进FCC固溶体的形成。Cu的含量的变化对合金硬度的影响较大。随着Cu含量的增加,合金的硬度显著降低,硬度的高低主要取决于显微组织形态和体系中BCC固溶体的含量的多少。FeCoNiCu_xMo和FeCoNiCuMo_x的结构相为简单的BCC和FCC固溶体,合金的微观组织表现为先共晶相和共晶相的共存,合金的性能随成分的变化而变化。

全文目录


致谢  4-5
摘要  5-6
Abstract  6-9
1 绪论  9-26
  1.1 高熵合金的研究背景及现状  9-11
  1.2 高熵合金的定义  11-17
    1.2.1 固溶体的混合熵  11-13
    1.2.2 高熵合金的界定  13-15
    1.2.3 多主元效应  15-17
  1.3 高熵合金的结构和组织  17-19
  1.4 高熵合金的性能和应用  19-24
    1.4.1 高熵合金的性能  19-23
    1.4.2 高熵合金的应用  23-24
  1.5 本文的研究内容及意义  24-26
2 高熵合金的制备方法和分析测试手段  26-31
  2.1 制备方法  26
    2.1.1 原料的准备  26
    2.1.2 合金的熔炼及样品制备  26
  2.2 主要的实验设备及测试方法  26-31
    2.2.1 X 衍射测试及基本原理  26-29
    2.2.2 扫描电子显微镜分析  29-30
    2.2.3 差示扫描量热计分析  30
    2.2.4 硬度测试  30
    2.2.5 压缩断裂力学实验  30-31
3 FeCoNiCu-基高熵合金的组织结构和性能  31-57
  3.1 FeCoNiCu-基高熵合金组织结构和性能  32-49
    3.1.1 FeCoNiCu 合金  32-35
    3.1.2 FeCoNiCuCr 合金  35-36
    3.1.3 FeCoNiCuMn 合金  36-38
    3.1.4 FeCoNiCuTi 合金  38-40
    3.1.5 FeCoNiCuZr 合金  40-41
    3.1.6 FeCoNiCuMo 合金  41-43
    3.1.7 FeCoNiCuNb 合金  43-44
    3.1.8 FeCoNiCuAl 合金  44-46
    3.1.9 FeCoNiCuSn 合金  46-48
    3.1.10 FeCoNiCuSi 合金  48-49
  3.2 合金成分对 FeCoNiCu-基合金的结构和性能影响  49-56
    3.2.1 添加元素对结构相的影响  49-52
    3.2.2 添加元素对合金硬度的影响  52-54
    3.2.3 FeCoNiCu-基高熵合金的热稳定性  54-56
  3.3 本章小结  56-57
4 FeCoNiCuxAl 系高熵合金的组织结构和性能  57-64
  4.1 Cu 含量对 FeCoNiCuxAl 合金相组成的影响  57-58
  4.2 Cu 含量对 FeCoNiCuxAl 合金显微组织的影响  58-60
  4.3 Cu 含量对 FeCoNiCuxAl 合金显微硬度的影响  60-61
  4.4 Cu 含量对 FeCoNiCuxAl 合金熔化温度的影响  61-62
  4.5 本章小结  62-64
5 FeCoNiCuxMo 和 FeCoNiCuMox 系合金的组织结构和性能  64-72
  5.1 X 射线衍射物相分析  64-65
  5.2 SEM 显微组织分析  65-67
  5.3 显微硬度  67-68
  5.4 压缩性能  68-71
  5.5 本章小结  71-72
6 全文总结  72-74
参考文献  74-78
作者简历  78-79
学位论文数据集  79

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中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 金属学与热处理 > 合金学与各种性质合金 > 合金学理论
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