一种CrMnFeNi2Cu2Ti0.1高熵合金及制备方法和热处理方法技术

一种CrMnFeNi2Cu2Ti0.1高熵合金及制备方法和热处理方法，它涉及一种高熵合金及制备方法和热处理方法。本发明专利技术的目的是要解决现有方法通过成分调节从而改变合金组织使高熵合金的压缩强度和硬度得到提高，但往往使其塑性大幅度降低的问题。高熵合金中Cr、Mn、Fe、Ni、Cu和Ti的摩尔比为1:1:1:2:2:0.1。方法：一、称取原料；二、抽真空；三、电弧熔炼。热处理方法：一、打磨；二、在600℃～1000℃下对高熵合金进行热处理。本发明专利技术得到的热处理之后的CrMnFeNi2Cu2Ti0.1高熵合金，在保持断口压缩率20％以上的情况下，其压缩屈服强度相比铸态提升33％，达到1398.2MPa。达到1398.2MPa。达到1398.2MPa。

【技术实现步骤摘要】
Ni金属块、Cu金属块和Ti金属块；
[0011]二、抽真空：
[0012]①
、首先对真空电弧熔炼炉抽真空，然后通入氩气；
[0013]②
、重复步骤二
①
2次～4次，再通入氩气至真空度为0.1MPa～0.2MPa；
[0014]三、电弧熔炼：
[0015]将称取的Cr金属块、Mn金属块、Fe金属块、Ni金属块、Cu金属块和Ti金属块加入到真空电弧熔炼炉中，再在氩气气氛保护和搅拌条件下进行熔炼，得到 CrMnFeNi2Cu2Ti0.1高熵合金铸锭。
[0016]一种CrMnFeNi2Cu2Ti0.1高熵合金的热处理方法，是按以下步骤完成的：
[0017]一、打磨：
[0018]使用砂纸对CrMnFeNi2Cu2Ti0.1高熵合金铸锭进行打磨，去除铸锭表面的氧化层，再使用电火花数控线切割机床对打磨后的铸锭进行切割，最后使用砂纸将切割面打磨平整，得到试件；
[0019]二、热处理：
[0020]①
、将步骤一中得到的试件放置于真空感应加热炉中；
[0021]②
、对真空感应加热炉的炉膛进行抽真空，然后向炉膛中通入惰性气体至常压状态；
[0022]③
、循环步骤二
②
2次～4次，向炉膛中通入惰性气体，再将真空感应加热炉升温至600℃～1000℃，再在600℃～1000℃和惰性气体保护的条件下保温，关闭电源，随炉冷却至室温，得到热处理后的CrMnFeNi2Cu2Ti0.1高熵合金。
[0023]本专利技术的原理：
[0024]本专利技术制备了CrMnFeNi2Cu2Ti0.1高熵合金，通过添加多比例的Cu元素，使基体中生成塑性较好的Cu基固溶体(FCC)，同时加入少量Ti元素提高合金强度，而不同温度的退火在一定程度上有效地消除了铸态高熵合金内部的枝晶组织，改善其力学性能，使其在获得高强度的同时，拥有较好的塑性。
[0025]本专利技术的优点：
[0026]一、本专利技术制备的CrMnFeNi2Cu2Ti0.1高熵合金的组织基本完整，合金组织相主要为fcc相和bcc相固溶体，热处理前的CrMnFeNi2Cu2Ti0.1高熵合金主要包含3种组织形态，以树枝晶组织为主，合金整体强度较高，塑性较好。热处理后枝晶断开，最终呈现出类似团簇状的组织形态，且组织中弥散析出均匀分布大量的颗粒状及短杆状组织，强度得到了明显提高；
[0027]二、热处理后的CrMnFeNi2Cu2Ti0.1高熵合金的压缩屈服强度可达1398.2MPa，同时保留21.1％的断后压缩率，同时硬度可达543HV，该合金兼具较好的塑性和较高的强度，综合性能好，在同类型合金中处于领先地位；
[0028]三、本专利技术得到的热处理后的CrMnFeNi2Cu2Ti0.1高熵合金，在保持了较高的硬度强度下，具有良好的塑性。
[0029]本专利技术可获得一种CrMnFeNi2Cu2Ti0.1高熵合金及对CrMnFeNi2Cu2Ti0.1高熵合金的热处理方法。
附图说明
[0030]图1为实施例一制备的CrMnFeNi2Cu2Ti0.1高熵合金铸锭的XRD谱图；
[0031]图2为高熵合金的SEM背散射电子像，图中(a)和(b)为实施例一制备的 CrMnFeNi2Cu2Ti0.1高熵合金铸锭，(c)和(d)为实施例二经过600℃热处理得到的热处理后的CrMnFeNi2Cu2Ti0.1高熵合金，(e)和(f)为实施例三经过800℃热处理得到的热处理后的CrMnFeNi2Cu2Ti0.1高熵合金，(g)和(h)为实施例四经过1000℃热处理得到的热处理后的CrMnFeNi2Cu2Ti0.1高熵合金；
[0032]图3为高熵合金的压缩工程应力
─
应变曲线，图中曲线1为实施例一制备的 CrMnFeNi2Cu2Ti0.1高熵合金铸锭，曲线2为实施例二经过600℃热处理得到的热处理后的CrMnFeNi2Cu2Ti0.1高熵合金，曲线3为实施例三经过800℃热处理得到的热处理后的 CrMnFeNi2Cu2Ti0.1高熵合金，曲线4为实施例四经过1000℃热处理得到的热处理后的 CrMnFeNi2Cu2Ti0.1高熵合金；
[0033]图4为高熵合金的硬度，图中曲线1为实施例一制备的CrMnFeNi2Cu2Ti0.1高熵合金铸锭，曲线2为实施例二经过600℃热处理得到的热处理后的CrMnFeNi2Cu2Ti0.1高熵合金，曲线3为实施例三经过800℃热处理得到的热处理后的CrMnFeNi2Cu2Ti0.1高熵合金，曲线4为实施例四经过1000℃热处理得到的热处理后的CrMnFeNi2Cu2Ti0.1高熵合金。
具体实施方式
[0034]以下实施例进一步说明本专利技术的内容，但不应理解为对本专利技术的限制。在不背离本专利技术实质的情况下，对本专利技术方法、步骤或条件所作的修改和替换，均属于本专利技术的范围。
[0035]具体实施方式一：本实施方式是一种CrMnFeNi2Cu2Ti0.1高熵合金，该高熵合金中 Cr、Mn、Fe、Ni、Cu和Ti的摩尔比为1:1:1:2:2:0.1。
[0036]具体实施方式二：本实施方式一种CrMnFeNi2Cu2Ti0.1高熵合金的制备方法，是按以下步骤完成的：
[0037]一、称取原料：
[0038]①
、使用无水乙醇对Cr金属块、Mn金属块、Fe金属块、Ni金属块、Cu金属块和 Ti金属块进行清洗，再吹干，得到清洗后的Cr金属块、Mn金属块、Fe金属块、Ni金属块、Cu金属块和Ti金属块；
[0039]②
、按照摩尔比为1:1:1:2:2:0.1称取清洗后的Cr金属块、Mn金属块、Fe金属块、 Ni金属块、Cu金属块和Ti金属块；
[0040]二、抽真空：
[0041]①
、首先对真空电弧熔炼炉抽真空，然后通入氩气；
[0042]②
、重复步骤二
①
2次～4次，再通入氩气至真空度为0.1MPa～0.2MPa；
[0043]三、电弧熔炼：
[0044]将称取的Cr金属块、Mn金属块、Fe金属块、Ni金属块、Cu金属块和Ti金属块加入到真空电弧熔炼炉中，再在氩气气氛保护和搅拌条件下进行熔炼，得到 CrMnFeNi2Cu2Ti0.1高熵合金铸锭。
[0045]具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式二的不同点是：步骤二
①
中首先对
真空电弧熔炼炉抽真空，当真空度降为1Pa以下时通入氩气至真空度为0.05MPa。其它步骤与具体实施方式二相同。
[0046]具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式二至三之一不同点是：步骤三中所述的熔炼电流为180～220A，每次熔炼的时间为30～50s，熔炼的次数为3～5次。其它步骤与具体实施方式二至三相同。
[0047]具体实施方式五：本实施方式一种CrMnFeNi2Cu2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种CrMnFeNi2Cu2Ti0.1高熵合金，其特征在于该高熵合金中Cr、Mn、Fe、Ni、Cu和Ti的摩尔比为1:1:1:2:2:0.1。2.如权利要求1所述的一种CrMnFeNi2Cu2Ti0.1高熵合金的制备方法，其特征在于一种CrMnFeNi2Cu2Ti0.1高熵合金的制备方法是按以下步骤完成的：一、称取原料：
①
、使用无水乙醇对Cr金属块、Mn金属块、Fe金属块、Ni金属块、Cu金属块和Ti金属块进行清洗，再吹干，得到清洗后的Cr金属块、Mn金属块、Fe金属块、Ni金属块、Cu金属块和Ti金属块；
②
、按照摩尔比为1:1:1:2:2:0.1称取清洗后的Cr金属块、Mn金属块、Fe金属块、Ni金属块、Cu金属块和Ti金属块；二、抽真空：
①
、首先对真空电弧熔炼炉抽真空，然后通入氩气；
②
、重复步骤二
①
2次～4次，再通入氩气至真空度为0.1MPa～0.2MPa；三、电弧熔炼：将称取的Cr金属块、Mn金属块、Fe金属块、Ni金属块、Cu金属块和Ti金属块加入到真空电弧熔炼炉中，再在氩气气氛保护和搅拌条件下进行熔炼，得到CrMnFeNi2Cu2Ti0.1高熵合金铸锭。3.根据权利要求2所述的一种CrMnFeNi2Cu2Ti0.1高熵合金的制备方法，其特征在于步骤二
①
中首先对真空电弧熔炼炉抽真空，当真空度降为1Pa以下时通入氩气至真空度为0.05MPa。4.根据权利要求2或3所述的一种CrMnFeNi2Cu2Ti0.1高熵合金的制备方法，其特征在于步骤三中所述的熔炼电流为180～220A，每次熔炼的时间为30～50s，熔炼的次数为3～5次。5.如权利要求1所述的一种CrMnFeNi2Cu2Ti0.1高熵合金的热处理方法，其特征在于一种CrMnFeNi2Cu2Ti0.1高熵合金的热处理方法是按以下步骤完成的：一、打磨：使用砂纸对CrMnFeNi2Cu2Ti0.1高熵合金铸锭进...

【专利技术属性】
技术研发人员：章强，李增，胡镜懿，唐新宇，魏雪明，
申请(专利权)人：临沂大学，
类型：发明
国别省市：