【摘要】：高熵合金作為一種全新的金屬材料設(shè)計(jì)理念,自問世以來得到了研究人員的廣泛關(guān)注。由于具有多種主要組成元素,高熵合金通常呈現(xiàn)出由混合熵放大效應(yīng)所導(dǎo)致的以簡單無序固溶體為主的微觀結(jié)構(gòu),還可能具有點(diǎn)陣畸變、擴(kuò)散延遲性等特殊性質(zhì),并且在元素成分、微觀結(jié)構(gòu)以及材料性能三個維度上都具有很大的可能性空間。近年來,研究人員發(fā)現(xiàn)FCC結(jié)構(gòu)的3d過渡金屬高熵合金在一個很寬的溫度范圍內(nèi)都呈現(xiàn)出優(yōu)異的韌性和塑性,從而在結(jié)構(gòu)材料的應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)具有很大的發(fā)展?jié)摿?但是其強(qiáng)度相比傳統(tǒng)金屬材料尚不具備優(yōu)勢,需要進(jìn)行針對性的優(yōu)化和探索。本文設(shè)計(jì)并制備了一種全新的高熵合金Al_(0.2)CrFeCoNi_2Cu_(0.2),并利用機(jī)械熱處理得到了單相FCC結(jié)構(gòu)以及FCC基體+彌散納米級L1_2-(Ni,Cu)_3Al析出相結(jié)構(gòu)的不同合金樣品,并對其在室溫和低溫下的拉伸性能以及塑性變形機(jī)制進(jìn)行了表征和分析。本文發(fā)現(xiàn),彌散納米共格析出相可以對合金產(chǎn)生出色的強(qiáng)化效果。通過位錯切過機(jī)制,析出相可以促進(jìn)合金形成以位錯面滑移為主的塑性變形機(jī)制,同時造成平行位錯滑移帶的不斷形成和動態(tài)細(xì)化,使得合金的屈服強(qiáng)度和加工硬化能力同時得到大幅提高。另外本文發(fā)現(xiàn),當(dāng)溫度從室溫降到低溫時,由于層錯能降低,單相FCC固溶體結(jié)構(gòu)的合金樣品在拉伸過程中形成了大量的納米形變孿晶,導(dǎo)致其加工硬化能力和抗斷裂能力得到了大幅提高。而具有FCC基體+彌散共格析出相結(jié)構(gòu)的合金樣品在低溫下的形變機(jī)制仍舊以位錯的面滑移為主,這主要是由于其基體中的Al元素被富集到析出相中導(dǎo)致基體的點(diǎn)陣畸變降低而層錯能提高,從而抑制了形變孿晶的出現(xiàn)。
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TG139
【圖文】：

第二章 材料制備與表征方法料制備方法本文的研究對象是成分為 Al0.2CrFeCoNi2Cu0.2（原子比例）的高熵合金合金）。合金樣品的制備方法如下： 原材料處理將純度不低于 99.98%的 Al、Cr、Fe、Co、Ni、Cu 六種元素的單質(zhì)純?nèi)霟o水乙醇中進(jìn)行超聲波震蕩清洗，去除顆粒表面的殘留雜質(zhì)，然后照合金成分的名義原子比例計(jì)算得到的質(zhì)量比例，在精度為 0.001 g 上精確稱取每種原材料（誤差控制在 0.5 %以內(nèi)），然后置于密封袋中。 真空電弧熔煉

上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文銅坩堝底部，熔點(diǎn)較高的則放置于頂部，這樣可以避和揮發(fā)。合金的熔體依靠自身重力進(jìn)入 10 cm ×2 cm到重量約為 150 g 的鑄錠（如圖 2-1 所示）。為了保證需將合金反復(fù)熔煉五次以上。理錠內(nèi)部的枝晶結(jié)構(gòu)，保證元素分布和微觀結(jié)構(gòu)的均勻放置于真空管式爐內(nèi)，在高純氬氣保護(hù)氣氛中，加熱行均勻化處理。工刨床對均勻化后的鑄錠進(jìn)行機(jī)加工，去除其表面的氧）并使其表面平整，再用線切割將鑄錠加工成厚度為

以上進(jìn)行均勻化處理。械冷加工用機(jī)械刨床對均勻化后的鑄錠進(jìn)行機(jī)加工，去除其表面的氧化層（時形成）并使其表面平整，再用線切割將鑄錠加工成厚度為 10 mm料。圖 2-2 鑄錠冷軋后得到的薄板Fig.2-2 The photograph of alloy sheet obtained by cold rolling

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