[发明专利]一种提高Alx

说明书

本发明提出了一种提高Al_xCoCrFeNi高熵合金高温服役性能的方法，包括：对Al_xCoCrFeNi高熵合金进行激光表面重熔处理，直至在所述高熵合金表面形成重熔层。本发明提出的一种提高Al_xCoCrFeNi高熵合金高温服役性能的方法，其可以用于改善Al_xCoCrFeNi高熵合金的表面性能，延长了该高熵合金在高温服役环境下的寿命，尤其是抗高温氧化性。

技术领域

本发明涉及合金表面改性处理技术领域，尤其涉及一种提高Al_xCoCrFeNi高熵合金高温服役性能的方法。

背景技术

高熵合金(HEA)粗略地定义为包含至少五个主要元素且原子百分比(at.％)近似相等的固溶合金。高熵合金的使用为开发具有独特性能的先进材料开辟了一条新途径，它的独特之处在于它们倾向于形成具有简单晶体结构的固溶体相[面心立方(FCC)和/或体心立方(BCC)]。有人提出在HEA中存在常规合金中未见的重大多元素效应，例如高熵，缓慢扩散，晶格畸变和鸡尾酒效应。此外，HEA表现出良好的耐磨性，优异的耐腐蚀和抗氧化性，低电导率，低热导率和低热膨胀系数。然而随着现代工业的发展，日益复杂的服役工况对合金材料的综合性能提出了更高的要求，积极探求合金在高温上的应用成为了热门话题。

有研究表明，HEAs具有替代镍基高温合金作为下一代高温材料的潜力。特别是，具有较高Al含量的五元高熵合金Al_xCoCrFeNi(x＝0.1，0.5，1)由于优异的高温抗氧化性能而备受关注，一般认为，金属表面形成连续致密且稳定生长的氧化膜，标志着其具有较高的抗氧化性能。而金属表面组织和成分的均匀程度，是氧化膜能够连续且致密生长的先行条件，因此优先考虑的应该是在最开始阶段的制备方法。真空熔炼法是大多数研究者制备高熵合金所采用的方法，真空电弧熔炼的优势在于熔炼温度较高，制备成本低，但是由于铸造过程中的热膨胀和冷凝易使铸态合金出现内应力大、成分偏析等性能上的缺陷，因此需要开发出新的制备技术或对产品表面进行改性。

激光表面重熔(LSM)是近年来出现的一种先进载能束表面改性技术，是在激光束的热作用下改变基体材料的相组成和结构，可以对表面下薄层中的结构进行重大改性，并且对材料的内部影响较小。表面熔化后可得到细晶组织、非晶态和亚稳相，低的气孔率和光滑的表面。例如，贾倩倩等人在纯钛表面制备Al/Ni组合涂层，并对涂层进行激光重熔处理，发现重熔处理后的涂层经高温氧化后，Ni₂Al₃相的含量有所减少且结构疏松，而NiAl相则稳定存在并最终形成了具有一定厚度的区域，激光重熔处理后的Ni/Al组合涂层对Ti基体起到了较好的抗高温氧化作用(“钛表面激光重熔Al/Ni组合涂层的组织及其抗氧化性能”，贾倩倩，钛工业进展，2019年)。Chen等人研究了不同的双相高熵合金Al_xCoCrFeNi，表明在激光表面重熔处理后获得了很好的表面均匀性(“简单相高熵合金AlxCoCrFeNi(0≤x≤2)之抗高温氧化性能研究”，Chen T J，清华大学材料工程系学位论文，2019年)。因此，LSM技术是一种有前景的表面改性方法，研究其对于Al_xCoCrFeNi(x＝0.1，0.5，1)高熵合金的作用有很重要的应用价值。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种提高Al_xCoCrFeNi高熵合金高温服役性能的方法，其可以用于改善Al_xCoCrFeNi高熵合金的表面性能，延长了该高熵合金在高温服役环境下的寿命，尤其是抗高温氧化性。

本发明提出的一种提高Al_xCoCrFeNi高熵合金高温服役性能的方法，包括：对Al_xCoCrFeNi高熵合金进行激光表面重熔处理，直至在所述高熵合金表面形成重熔层。

优选地，所述Al_xCoCrFeNi高熵合金中，0.1≤x≤1。