一种可实现单相固溶体高熵合金的电化学抛光方法技术

本发明专利技术公开了一种可实现单相固溶体高熵合金的电化学抛光方法，具体是将耐蚀元素(Mo元素)的高熵合金在常温下进行电化学抛光，以FeCoCrNiMo合金为研究对象，在常压下Mo的不同含量和相同含量下的4GPa和7GPa的合金材料，与常温下电化学抛光后的合金材料进行扫描电镜(SEM)下的微观组织和元素分布图进行比对，研究单相固溶体高熵合金电化学抛光的结果。本发明专利技术在常温条件下研究单相固溶体高熵合金的电化学抛光方法，对于探索并建立单相固溶体的电化学抛光过程中一些基本理论，扩展单相固溶体电化学抛光耐腐蚀新材料的可能性具有极大的意义。意义。意义。

【技术实现步骤摘要】
一种可实现单相固溶体高熵合金的电化学抛光方法


[0001]本专利技术属于电化学
，具体涉及一种可实现单相固溶体高熵合金的电化学抛光方法。

技术介绍

[0002]固溶体是指溶质原子溶入溶剂晶格中而仍保持溶剂类型的合金相。只有一个相的固溶体称单相固溶体。固溶体一般都具有良好的力学性能，同时晶格结构有一定的畸变，处于高能量的活化状态，有利于进行化学反应。高熵合金除了具有突出的力学性能以外，还具有高的热稳定性，高硬度及耐磨性等优异性能，因此高熵合金作为结构材料有望成为很多工程应用。但通过电化学抛光，会使得该合金的耐蚀性降低，也为后续其他的合金耐蚀性提供借鉴。这对高性能战斗部材料，极地破冰船用材料等都具有重大意义。材料结合第一性原理计算与相图模拟设计并优化合金成分，采用先进的材料制备技术以及合金后电化学处理方法，通过电化学抛光来改善其他合金的耐蚀性能。所以，探索可实现单相固溶体高熵合金的电化学抛光方法是十分必要的。
[0003]我国每年因腐蚀而引起的材料浪费极其严重，研究和开发具有耐腐蚀性较好的材料对资源的节约具有重要意义。由于我国对高熵合金腐蚀性能的研究起步都比较晚，随着研究深入，关于微观组织调控改善合金耐蚀性能，及高熵合金钝化膜的研究逐步开展，但却也处于初步阶段，仍缺乏系统性与指导性。根据目前高熵合金的研究现状，亟需对高熵合金的腐蚀行为与机理进行全面系统的研究。而本专利技术通过电化学抛光对高熵合金进行腐蚀，使所得到的合金内外色泽一致，且对高熵合金的腐蚀有一定的成效。此外，对机器使用所投入成本小且效率高。本专利技术通过对合金表面形貌的观察，了解到电化学抛光使合金的抗蚀性降低，从而更有效地微观组织调控改善其合金性能。对于高熵合金，除了机械性能，材料的使用寿命及在服役过程中的安全问题很大程度上取决于材料的腐蚀性能，对高熵合金的服役条件安全评估，及对其腐蚀性能的研究非常有必要。因而将可实现单相固溶体高熵合金的电化学抛光方法进行研究具有重要意义。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术中的缺陷，并提供一种可实现单相固溶体高熵合金的电化学抛光方法。
[0005]本专利技术所采用的具体技术方案如下：
[0006]本专利技术提供了一种可实现单相固溶体高熵合金的电化学抛光方法，具体如下：
[0007]将FeCoCrNiMo
X
高熵合金浸没于由高氯酸和酒精配置的抛光剂中，x∈[0,1]；随后对高熵合金进行电化学抛光，以腐蚀其表面。
[0008]作为优选，所述FeCoCrNiMo
X
高熵合金由Mo块、Co块、Cr块、Fe块和Ni块于常压下熔化凝固制得，对应的电化学抛光参数为电压20V、电流0.5～0.6A、时间20s。
[0009]进一步的，所述Mo块、Co块、Cr块、Fe块和Ni块的纯度均为99.99％。
[0010]进一步的，所述熔化凝固过程在电弧炉中实现。
[0011]进一步的，所述高温高压反应过程中，温度为1600℃～1800℃，压力为4GPa～7GPa。
[0012]作为优选，所述FeCoCrNiMo
X
高熵合金由Mo块、Co块、Cr块、Fe块和Ni块于常压下熔化凝固后再于高温高压下反应制得，对应的电化学抛光参数为电压23V、电流0.4～0.6A、时间10s。
[0013]进一步的，所述Mo块、Co块、Cr块、Fe块和Ni块的纯度均为99.99％。
[0014]进一步的，所述熔化凝固过程在电弧炉中实现。
[0015]作为优选，所述FeCoCrNiMo
X
高熵合金为Φ3
×
3.7mm的圆棒结构。
[0016]作为优选，所述FeCoCrNiMo
X
高熵合金中Mo含量的原子比x为0、0.1或0.3。
[0017]作为优选，所述抛光剂中，高氯酸和酒精的混合体积比为1：9～1：15。
[0018]作为优选，将所述FeCoCrNiMo
X
高熵合金通过导线与电解抛光机的正极连接，同时，将和抛光剂接触的导电物品通过导线与电解抛光机的负极连接，以进行电化学抛光；反应结束后，利用酒精清洗经腐蚀后的FeCoCrNiMo
X
高熵合金表面。
[0019]本专利技术相对于现有技术而言，具有以下有益效果：
[0020]1)本专利技术提供的电化学抛光方法，对单相固溶体建立新的腐蚀理论具有重大意义；
[0021]2)由于电化学抛光使合金的抗蚀性降低，从而能更有效地微观组织调控改善其合金性能，因此，采用本专利技术的电化学抛光方法，在使单相固溶体微观组织调控改善其合金耐蚀性能上具有巨大的应用潜力。
附图说明
[0022]图1为电化学抛光过程中装配试样的示意图；
[0023]图2为实施例1中FeCoCrNiMo合金在Mo不同含量(Mo＝0、0.1、0.3)下的组织形貌，其中，Mo含量为0的FeCoCrNiMo合金的组织形貌图(a)以及其放大图像(b)，Mo含量为0.1的FeCoCrNiMo合金组织形貌图(c)以及放大图像(d)，Mo含量为0.3的FeCoCrNiMo合金组织形貌图(e)以及放大图像(f)；
[0024]图3为实施例1中FeCoCrNiMo
0.3
合金在不同压力(0GPa、4GPa、7GPa)下的组织形貌，其中，FeCoCrNiMo
0.3
合金在0GPa下的组织形貌图(a)以及放大图像(b)，FeCoCrNiMo
0.3
合金在4GPa下的组织形貌图(c)以及放大图像(d)，FeCoCrNiMo
0.3
合金在7GPa下的组织形貌图(e)以及放大图像(f)；
[0025]图4为实施例2中FeCoCrNiMo合金在电化学抛光后不同含量Mo(Mo＝0、0.1、0.3)的组织形貌，其中，电化学抛光后FeCoCrNiMo合金Mo含量为0的组织形貌图(a)以及放大图像(b)，电化学抛光后FeCoCrNiMo合金Mo含量为0.1的组织形貌图(c)以及放大图像(d)，电化学抛光后FeCoCrNiMo合金Mo含量为0.3的组织形貌图(e)以及放大图像(f)；
[0026]图5为实施例2中电化学抛光后FeCoCrNiMo
0.3
合金在不同压力(0GPa、4GPa、7GPa)下的组织形貌，其中，电化学抛光后FeCoCrNiMo
0.3
合金在0GPa下的组织形貌图(a)以及放大图像(b)，电化学抛光FeCoCrNiMo
0.3
合金在4GPa下的组织形貌图(c)以及放大图像(d)，电化学抛光后FeCoCrNiMo
0.3
合金在7GPa的组织形貌图(e)以及放大图像(f)；
[0027]图6为实施例2中电化学抛光后FeCoCrNiMo合金不同含量(图a)b)c)d)e)M0、图f)g)h)i)j)k)M
0.1
、图l)本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可实现单相固溶体高熵合金的电化学抛光方法，其特征在于，具体如下：将FeCoCrNiMo
X
高熵合金浸没于由高氯酸和酒精配置的抛光剂中，x∈[0,1]；随后对高熵合金进行电化学抛光，以腐蚀其表面。2.根据权利要求1所述的一种可实现单相固溶体高熵合金的电化学抛光方法，其特征在于，所述FeCoCrNiMo
X
高熵合金由Mo块、Co块、Cr块、Fe块和Ni块于常压下熔化凝固制得，对应的电化学抛光参数为电压20V、电流0.5～0.6A、时间20s。3.根据权利要求1所述的一种可实现单相固溶体高熵合金的电化学抛光方法，其特征在于，所述FeCoCrNiMo
X
高熵合金由Mo块、Co块、Cr块、Fe块和Ni块于常压下熔化凝固后再于高温高压下反应制得，对应的电化学抛光参数为电压23V、电流0.4～0.6A、时间10s。4.根据权利要求2或3所述的一种可实现单相固溶体高熵合金的电化学抛光方法，其特征在于，所述Mo块、Co块、Cr块、Fe块和Ni块的纯度均为99.99％。5.根据权利要求2或3所述的一种可实现单相固溶体高熵合金的电化学抛光方法，其特征在于，所述熔化凝固过程在电弧炉中实现...

【专利技术属性】
技术研发人员：董多，李旭敏，王晓红，朱冬冬，马腾飞，张元祥，周兆忠，
申请(专利权)人：衢州学院，
类型：发明
国别省市：