一种提高铸态高熵合金热变形性能的方法技术

技术编号：42061528 阅读：8 留言：0更新日期：2024-07-19 16:46

本发明专利技术是一种提高铸态高熵合金热变形性能的方法，该方法是针对铸态AlCrNbMoTaTiHf高熵合金在热变形前的预处理，该方法的步骤包括：1)测量高熵合金相变点；2)热等静压铸态高熵合金；3)对只有一个相变点和两个相变点的高熵合金分别进行不同的热处理预处理调控，本发明专利技术方法能够解决铸态AlCrNbMoTaTiHf体系高熵合金因元素偏析和组织不均匀等所导致的热变形性能较差的问题，有效消除低熔点相并显著改善枝晶偏析情况，同时提高铸态高熵合金的组织均匀性，进而有效提高铸态AlCrNbMoTaTiHf体系高熵合金的热变形性能。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术是一种提高铸态高熵合金热变形性能的方法，该方法针对alcrnbmotatihf高熵合金，属于金属材料。

技术介绍

1、难熔高熵合金具有优异的高温性能，是极具潜力的新型耐高温结构材料。其中，由al、cr、nb、mo、ta、ti、hf组成的alcrnbmotatihf难熔高熵合金具有适宜的密度、较高的熔点和高温性能，有望取代镍基高温合金，成为先进航空发动机热端部件用重要的新型耐高温候选材料之一。

2、高熔点的alcrnbmotatihf高熵合金经熔炼后，存在枝晶偏析、低熔点相和组织不均匀等问题，导致热变形性能较差，不利于后续开坯和锻造成形。而热变形前的预处理方法是提高铸态alcrnbmotatihf难熔高熵合金热变形性能的重要途经。但是，目前缺少提高该铸态难熔高熵合金热变形性能的预处理方法，尤其是针对不同成分铸态alcrnbmotatihf难熔高熵合金。因此，需要研发提高针对不同成分铸态alcrnbmotatihf难熔高熵合金热变形性能的预处理调控方法，从而有效提高该高熵合金热变形能力，推进其工程化应用。

技术实现思路

1、本专利技术正是针对上述现有技术中存在的不足而设计提供了一种提高铸态高熵合金热变形性能的方法，该方法是针对铸态alcrnbmotatihf高熵合金在热变形前的预处理，其目的是提高不同成分铸态alcrnbmotatihf高熵合金的热变形性能，加速该难熔高熵合金的工程化应用，以满足新一代航空发动机热端部件用新型耐高温结构材料的应用需求。

3、本专利技术所述的提高铸态高熵合金热变形性能的方法是针对铸态alcrnbmotatihf高熵合金在热变形前的预处理，该方法的步骤如下：

4、步骤一、测量铸态alcrnbmotatihf高熵合金的相变点温度

5、利用差热分析仪，设置升温速率为10℃/min，通过自动测量温度和温差的变化，获得铸态alcrnbmotatihf高熵合金的相变点温度；

6、步骤二、对铸态alcrnbmotatihf高熵合金进行热等静压

7、将铸态alcrnbmotatihf高熵合金置于热等静压装置中，在1180～1250℃、320～450mpa条件下进行保温1～3小时的热等静压处理；

8、步骤三、对铸态alcrnbmotatihf高熵合金进行热处理

9、当alcrnbmotatihf高熵合金只具有一个相变点时，将铸态高熵合金加热到该相变点以上20℃，并保温5～20小时，然后炉冷至室温并出炉；

10、当alcrnbmotatihf高熵合金具有两个相变点时，首先将铸态alcrnbmotatihf高熵合金加热到低温段相变点以上10～30℃，并保温3～15小时后，再将铸态alcrnbmotatihf高熵合金加热到高温段相变点以上20℃，保温10～30小时后炉冷至室温并出炉。

11、另外，所述铸态alcrnbmotatihf高熵合金的化学成分及摩尔百分比为：al 2％～8％，cr 2％～6％，nb 18％～28％，mo 4％～10％，ta 6％～10％，ti 16％～52％，hf 16％～22％。

12、进一步，所述铸态alcrnbmotatihf高熵合金的化学成分及摩尔百分比为：al 4％，cr 4％，nb 18％，mo 8％，ta 12％，ti 34％，hf 20％。

13、另外，步骤二中，铸态alcrnbmotatihf高熵合金热等静压后随炉缓慢冷却至500℃，出炉空冷。

14、另外，步骤三中，铸态alcrnbmotatihf高熵合金的加热速度为100～300℃/h。

15、本专利技术技术方案的特点是：

16、由于铸态高熵合金容易出现气孔等缺陷，在热变形过程中易形成裂纹源导致热变形性能下降，而热等静压能够有效闭合铸态高熵合金内部缺陷，因此，本专利技术技术方案中首先利用热等静压提高铸态alcrnbmotatihf高熵合金的热变形性能。

17、相结构和组织特征也同样对铸态alcrnbmotatihf高熵合金的热变形性能有重要影响。例如，当铸态alcrnbmotatihf高熵合金中存在低熔点相时，在加热升温过程中低熔点相先熔化而形成裂纹源，进而降低铸态高熵合金的热变形性能。枝晶偏析也会降低铸态alcrnbmotatihf高熵合金的热变形性能，并且研究发现当加热温度超过高温段相变点以上20℃时，枝晶偏析情况逐渐改善。

18、高熵合金的成分空间较大，部分铸态alcrnbmotatihf高熵合金不存在低熔点相，不需要进行低温段相变点的回溶热处理，只需要进行超过高温段相变点以上20℃的预处理调控。因此，本专利技术技术方案通过差热分析方法确定该铸态高熵合金的相变点后，并根据不同类型的相变点采用不同的预处理调控方法来提高该铸态高熵合金的热变形性能。

19、基于本专利技术技术方案的上述特点，其产生的有益效果为：

20、1、热等静压能够有效闭合高熵合金铸锭内部缺陷，有利于减少铸锭开裂和提高高熵合金热变形性能；

21、2、利用差热分析法确定不同成分alcrnbmotatihf高熵合金的相变点，有针对性地分别对不同成分的高熵合金进行不同的热处理调控，可消除可能存在的低熔点相并改善枝晶偏析情况，调控热变形前的组织状态，有效提高热变形性能；

22、3、本专利技术预处理调控方法适用于提高熔铸态alcrnbmotatihf体系高熵合金的热变形性能，同时也适用于激光增材态alcrnbmotatihf体系高熵合金的热变形性能。

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【技术保护点】

1.一种提高铸态高熵合金热变形性能的方法，其特征在于：该方法是针对铸态AlCrNbMoTaTiHf高熵合金在热变形前的预处理，该方法的步骤如下：

2.根据权利要求1所述的提高铸态高熵合金热变形性能的方法，其特征在于：所述铸态AlCrNbMoTaTiHf高熵合金的化学成分及摩尔百分比为：Al2％～8％，Cr 2％～6％，Nb 18％～28％，Mo 4％～10％，Ta 6％～10％，Ti 16％～52％，Hf 16％～22％。

3.根据权利要求2所述的提高铸态高熵合金热变形性能的方法，其特征在于：所述铸态AlCrNbMoTaTiHf高熵合金的化学成分及摩尔百分比为：Al 4％，Cr 4％，Nb 18％，Mo 8％，Ta 12％，Ti 34％，Hf 20％。

4.根据权利要求1所述的提高铸态高熵合金热变形性能的方法，其特征在于：步骤二中，铸态AlCrNbMoTaTiHf高熵合金热等静压后随炉缓慢冷却至500℃，出炉空冷。

5.根据权利要求1所述的提高铸态高熵合金热变形性能的方法，其特征在于：步骤三中，铸态AlCrNbMoTaTiHf高熵合金的加热速度为100～300℃/h。

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【技术特征摘要】

1.一种提高铸态高熵合金热变形性能的方法，其特征在于：该方法是针对铸态alcrnbmotatihf高熵合金在热变形前的预处理，该方法的步骤如下：

2.根据权利要求1所述的提高铸态高熵合金热变形性能的方法，其特征在于：所述铸态alcrnbmotatihf高熵合金的化学成分及摩尔百分比为：al2％～8％，cr 2％～6％，nb 18％～28％，mo 4％～10％，ta 6％～10％，ti 16％～52％，hf 16％～22％。

3.根据权利要求2所述的提高铸态高熵合金热变形性能的方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：于秋颖，李凯，陈由红，东赟鹏，孙兴，
申请(专利权)人：中国航发北京航空材料研究院，
类型：发明
国别省市：

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