金屬粉體經(jīng)行星式球磨機(jī)混合后,采用真空熔鑄技術(shù)制備FeCrMnNiCo,FeCrMnNiCo_0.5,FeCrMnNi 3種多主元合金。采用金相顯微鏡、掃描電鏡（SEM）、硬度計(jì)、萬能拉伸試驗(yàn)機(jī),研究熱處理溫度對3種多主元合金微觀組織、拉伸性能和硬度的影響。結(jié)果表明:900℃熱處理后的FeCrMnNi合金硬度最大為380HV;經(jīng)過700℃熱處理后FeCrMnNiCo_0.5塑性最大,其斷后伸長率為54.7%。同一熱處理溫度下,隨著Co含量增多,組織從樹枝狀轉(zhuǎn)變成蜂窩狀,抗拉強(qiáng)度減小。同一種合金硬度隨著熱處理溫度升高呈現(xiàn)增大的趨勢,這可能與熱處理后析出相增多有關(guān),但其抗拉強(qiáng)度基本不變。 

【文章來源】：材料工程. 2020年06期 北大核心

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

室溫下FeCrMnNiCox(x=0,0.5,1.0)合金的XRD譜圖

圖2,3分別為700 ℃和900 ℃熱處理后FeCrMnNiCox(x=0,0.5,1.0)的SEM形貌。從圖2(a)中可以發(fā)現(xiàn),700 ℃熱處理后,FeCrMnNi析出的第二相存在大量的樹枝晶結(jié)構(gòu),這種枝晶結(jié)構(gòu)導(dǎo)致材料的微觀結(jié)構(gòu)不夠致密,導(dǎo)致其抗拉強(qiáng)度很高,塑性卻很差。這種結(jié)構(gòu)并不是偶然出現(xiàn),而是遍布于材料內(nèi)部,呈彌散、均勻地分布,造成這種情況可能存在兩種原因:一是合金中某些元素在形成固溶體時(shí),由于晶格常數(shù)突變,導(dǎo)致晶格塌陷;二是在熱處理時(shí),處理時(shí)間或者溫度不夠,導(dǎo)致材料內(nèi)部不同相之間殘存應(yīng)力不能及時(shí)消除,這種殘余應(yīng)力就會(huì)造成不同相彼此之間的相互作用,導(dǎo)致枝晶的產(chǎn)生,進(jìn)而造成組織不致密現(xiàn)象的出現(xiàn)。由圖3(a)所示,不含Co時(shí),FeCrMnNi合金中以Cr7Ni3,Fe0.64Ni0.36和Cr0.19Fe0.7Ni0.11相為主,彌散分布于合金內(nèi),且夾雜的第二相形貌不再是羽毛狀的樹枝晶,而是稍致密的粒狀和塊狀混合的第二相,說明900 ℃熱處理對殘存應(yīng)力的消除效果明顯。圖2(b)是700 ℃熱處理后FeCrMnNiCo0.5合金的SEM形貌,它的組織類似軋制后的,呈現(xiàn)為朝向一致的纖維狀組織,這種朝向一致的纖維狀組織,使得合金表面存在著大量的微裂紋,其原因是因?yàn)樵谕粺崽幚頊囟认?Co的添加抑制了第二相的析出,合金的殘余內(nèi)應(yīng)力不能以第二相析出的方式完全釋放,再加上多元合金原子尺寸有差異,在形成固溶體時(shí)協(xié)同困難,此時(shí)原子擴(kuò)散加劇,產(chǎn)生位錯(cuò)滑移從而產(chǎn)生類似滑移帶的纖維狀組織。圖3(b)中纖維狀滑移帶和蜂窩狀組織共存的原因,是因?yàn)檩^高的熱處理破壞了滑移帶的生成,殘余應(yīng)力在較高的熱處理溫度下隨第二相的長大釋放。從圖2(c)和圖3(c)中可以看出,合金的表面組織都呈現(xiàn)凹凸不平的蜂窩狀,這說明同一熱處理溫度下,Co的過量添加會(huì)導(dǎo)致合金組織的不致密性,較高的熱處理溫度會(huì)促進(jìn)合金組織的長大,導(dǎo)致合金存在大量缺陷和空位。圖3 900 ℃熱處理后FeCrMnNiCox(x=0,0.5,1.0)的SEM形貌

圖2 700 ℃熱處理后FeCrMnNiCox(x=0,0.5,1.0)的SEM形貌比較圖2,3中不同溫度下的熱處理組織可以發(fā)現(xiàn),Co含量為0.5時(shí),經(jīng)過700 ℃熱處理后的合金組織最好,此時(shí)的合金組織由纖維帶狀構(gòu)成,這種組織會(huì)在材料發(fā)生塑性變形時(shí)產(chǎn)生較多的滑移帶,促進(jìn)位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng),進(jìn)而對材料的塑形和韌性有極大的提高。

【參考文獻(xiàn)】：
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