【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及合金技术，尤其涉及一种具有加工硬化能力的alcrmonbtizr轻质多主元合金、其制备方法及用途。
技术介绍
1、航空航天和国防工业领域对新型轻量化结构材料的需求日益迫切。航空航天领域火箭和飞机等装备的尾喷管常用材料为gh3625高温合金(密度＞8.44g/cm3)和难熔纯金属(＞8g/cm3)，但其都具有较高的密度；国防工业领域的轻型坦克和轻型迫击炮已成为提升作战机动性的重要装备。用于这些领域的合金材料要求具有较低的密度和较高的强塑性。
2、轻质高熵合金的出现为解决这一难题提供了一种新的合金设计策略，有望通过多主元之间的协同作用设计制备出低密度和高强塑的合金材料。然而，目前已报道的轻质多主元合金大多数不具有加工硬化能力，表现为过早的颈缩现象。对轻质多主元合金的成分进行调控有望利用相变诱导塑性的方法提升其加工硬化能力。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于，针对目前轻质高熵合金存在加工硬化能力差的问题，提出一种具有加工硬化能力的alcrmonbtizr轻质多主元合金，该合金通过合金成分控制，在保持一定加工硬化能力的基础上兼顾室温拉伸力学性能。本专利技术具有加工硬化能力的alcrmonbtizr轻质多主元合金具有密度低、良好的室温力学性能以及优异的加工硬化能力，有望促进轻质高熵合金的工业化应用。
2、需要注意的是，在本专利技术中，除非另有规定，涉及组成限定和描述的“包括”的具体含义，既包含了开放式的“包括”、“包含”等及其类似含义，也包含了封闭
3、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种具有加工硬化能力的alcrmonbtizr轻质多主元合金，通式为alacrbmocnbd(ti60zr40)100-a-b-c-d，其中，2at.％≤a≤6at.％、0.1at.％≤b≤0.4at.％、0.1at.％≤c≤0.4at.％、2at.％≤d≤8at.％。
4、进一步地，通式中优选为：3at.％≤a≤6at.％、0.1at.％≤b≤0.3at.％、0.1at.％≤c≤0.3at.％、3at.％≤d≤6at.％。
5、进一步地，所述具有加工硬化能力的alcrmonbtizr轻质多主元合金由hcp和bcc两种相组成。
6、进一步地，所述具有加工硬化能力的alcrmonbtizr轻质多主元合金密度ρ≤5.5g/cm3。
7、进一步地，所述具有加工硬化能力的alcrmonbtizr轻质多主元合金室温拉伸屈服强度为489mpa～987mpa，抗拉强度为1126mpa～1171mpa，断裂延伸率为17.9％～23.0％，真应力应变下的均匀延伸率为10.0％～11.5％。
8、本专利技术的另一个目的还公开了一种具有加工硬化能力的alcrmonbtizr轻质多主元合金的制备方法，包括以下步骤：
9、按照通式称取各原料：al、cr、mo、nb、ti和zr纯金属颗粒，将原料放置于铜坩埚内；将纯钛铸锭置于另一个铜坩埚；关闭真空室，抽真空，待数显真空计示数为5.0×10-3～5.5×10-3pa后，停止抽真空，开启充气阀，充入高纯氩气至-0.07～0.05mpa；合金开始熔炼前，先熔炼纯ti铸锭，以吸收炉腔内多余的氧气；之后再对原料进行合金熔炼，以得到轻质多主元合金纽扣铸锭。
10、进一步地，本专利技术选用al、cr、mo、nb、ti和zr纯金属颗粒作为原料。原料al颗粒的纯度大于等于99.99wt.％，nb和cr颗粒的纯度大于等于99.95wt.％，ti和zr颗粒的纯度大于等于99.9wt.％。原料称量误差为±0.001g。
11、进一步地，熔炼前将原料置于酒精中进行超声清洗，出去纯金属颗粒表面的污渍；清洗后的纯金属原料充分晾干后，分别装入密封袋中备用。
12、进一步地，所述熔炼采用真空非自耗电弧炉。
13、进一步地，熔炼时将低熔点的al、cr和ti纯金属颗粒置于铜坩埚底部，将高熔点的mo、nb和zr纯金属颗粒置于上部。
14、进一步地，ti锭熔炼1～3遍，每遍熔炼60～90s，吸收炉腔内残余的氧气，防止铸锭氧化。
15、进一步地，合金熔炼时，熔炼5～7遍，每熔炼完一次进行一次翻转，每遍熔炼时间为120～180s，电流控制在270～300a。
16、进一步地，熔炼时，先用电弧将铸锭熔化，再打开电磁搅拌对熔体进行搅拌，电流频率为3～5hz，保证合金成分的均匀性。
17、本专利技术的另一个目的还公开了一种具有加工硬化能力的alcrmonbtizr轻质多主元合金在航空航天和轻量化军事装备领域的用途。
18、本专利技术具有加工硬化能力的alcrmonbtizr轻质多主元合金，与现有技术相比较具有以下优点：
19、1)、本专利技术具有加工硬化能力的alcrmonbtizr轻质多主元合金密度为5.2～5.5g/cm3，具有bcc和hcp双相结构；
20、2)、本专利技术具有加工硬化能力的alcrmonbtizr轻质多主元合金屈服强度为489mpa～987mpa，抗拉强度为1126mpa～1171mpa，断裂延伸率为17.9％～23.0％，真应力应变下的均匀延伸率为10.0％～11.5％。
21、本专利技术具有加工硬化能力的alcrmonbtizr轻质多主元合金具有密度低、良好的室温力学性能以及优异的加工硬化能力，有望促进轻质高熵合金的工业化应用。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种具有加工硬化能力的AlCrMoNbTiZr轻质多主元合金，其特征在于，通式为AlaCrbMocNbd(Ti60Zr40)100-a-b-c-d，其中，2at.％≤a≤6at.％、0.1at.％≤b≤0.4at.％、0.1at.％≤c≤0.4at.％、2at.％≤d≤8at.％。
2.根据权利要求1所述具有加工硬化能力的AlCrMoNbTiZr轻质多主元合金，其特征在于，所述具有加工硬化能力的AlCrMoNbTiZr轻质多主元合金由HCP和BCC两种相组成。
3.根据权利要求1所述具有加工硬化能力的AlCrMoNbTiZr轻质多主元合金，其特征在于，所述具有加工硬化能力的AlCrMoNbTiZr轻质多主元合金密度ρ≤5.5g/cm3。
4.根据权利要求1所述具有加工硬化能力的AlCrMoNbTiZr轻质多主元合金，其特征在于，所述具有加工硬化能力的AlCrMoNbTiZr轻质多主元合金室温拉伸屈服强度为489MPa～987MPa，抗拉强度为1126MPa～1171MPa，断裂延伸率为17.9％～23.0％，真应力应变下的均匀延伸率为10.
5.一种权利要求1-4任意一项所述具有加工硬化能力的AlCrMoNbTiZr轻质多主元合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述具有加工硬化能力的AlCrMoNbTiZr轻质多主元合金的制备方法，其特征在于，所述熔炼采用真空非自耗电弧炉。
7.根据权利要求5所述具有加工硬化能力的AlCrMoNbTiZr轻质多主元合金的制备方法，其特征在于，熔炼时将低熔点的Al、Cr和与Ti纯金属颗粒置于铜坩埚底部，将高熔点的Mo、Nb和Zr纯金属颗粒置于上部。
8.根据权利要求5所述具有加工硬化能力的AlCrMoNbTiZr轻质多主元合金的制备方法，其特征在于，Ti锭熔炼1～3遍，每遍熔炼60～90s；
9.根据权利要求5所述具有加工硬化能力的AlCrMoNbTiZr轻质多主元合金的制备方法，其特征在于熔炼时，先用电弧将铸锭熔化，再打开电磁搅拌对熔体进行搅拌，电流频率为3～5Hz。
10.一种权利要求1-4任意一项所述具有加工硬化能力的AlCrMoNbTiZr轻质多主元合金在航空航天和轻量化军事装备领域的用途。
...【技术特征摘要】
1.一种具有加工硬化能力的alcrmonbtizr轻质多主元合金，其特征在于，通式为alacrbmocnbd(ti60zr40)100-a-b-c-d，其中，2at.％≤a≤6at.％、0.1at.％≤b≤0.4at.％、0.1at.％≤c≤0.4at.％、2at.％≤d≤8at.％。
2.根据权利要求1所述具有加工硬化能力的alcrmonbtizr轻质多主元合金，其特征在于，所述具有加工硬化能力的alcrmonbtizr轻质多主元合金由hcp和bcc两种相组成。
3.根据权利要求1所述具有加工硬化能力的alcrmonbtizr轻质多主元合金，其特征在于，所述具有加工硬化能力的alcrmonbtizr轻质多主元合金密度ρ≤5.5g/cm3。
4.根据权利要求1所述具有加工硬化能力的alcrmonbtizr轻质多主元合金，其特征在于，所述具有加工硬化能力的alcrmonbtizr轻质多主元合金室温拉伸屈服强度为489mpa～987mpa，抗拉强度为1126mpa～1171mpa，断裂延伸率为17.9％～23.0％，真应力应变下的均匀延伸率为10.0％～11.5％...
【专利技术属性】
技术研发人员：王明亮，王育生，卢一平，刘永苗，康慧君，接金川，陈宗宁，郭恩宇，张宇博，王同敏，李廷举，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。