[发明专利]改善Cantor合金高温抗氧化性能的方法和所得产品及应用

说明书

本发明提供一种改善Cantor合金高温抗氧化性能的方法和所得产品及应用，所述改善Cantor合金高温抗氧化性能的方法，包括将Cantor合金在惰性气体氛围中900±10℃下退火处理1～2小时的步骤。本发明采用适宜的热处理温度和时间，得到了综合性能较佳特别是高温抗氧化性能良好的Cantor合金。该方法相较于传统方法，使Cantor合金仍保持单一FCC结构，避免合金因物相结构类型转变而导致其它性能降低现象的出现；也可以有效降低Cantor合金内部元素偏析现象；此外，还可以避免资源浪费问题的发生。

技术领域

本发明涉及高熵合金材料技术领域，尤其涉及一种改善Cantor合金高温抗氧化性能的方法和所得产品及应用。

背景技术

Cantor合金因其独特的高熵效应和迟滞扩散效应故而在高温下仍保持单一FCC结构，而且高温下仍具有较高的力学性能，因此Cantor合金有望替代传统合金成为高温环境下服役的合金之一。但高温氧化现象一直是该合金长时间服役的重要限制因素，因此，改善Cantor合金的高温抗氧化性能具有重要意义。

目前，针对Cantor合金高温氧化现象严重的问题，本领域普遍采取的方法是向合金中加入合金化元素Al、Nb等来改善Cantor合金高温氧化现象。例如，F.X.Ye等人通过向Cantor合金中加入不同含量Al来研究该合金高温氧化现象，结果表明随着Al含量增加，合金抗氧化性逐渐升高，这是由于合金表面产生一层薄的Al₂O₃和Cr₂O₃薄膜，可以有效阻碍合金内部金属离子与外界空气接触，从而提高Cantor合金抗氧化性。Dong Huang等人研究不同Nb含量对Cantor合金抗氧化性影响时发现，适量Nb元素加入可以使合金中产生Laves相，该相可以有效阻碍合金内部金属离子向外扩散，从而提高合金抗氧化性。

但上述方法会导致合金相结构类型发生转变，从而降低合金腐蚀性能和韧性；同时，合金化元素的加入量不能合理的控制，而且Cantor合金极易出现元素偏析现象，从而导致Cantor合金抗氧化性较低；此外，合金化元素的加入在一定程度上也会导致资源浪费。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供一种改善Cantor合金高温抗氧化性能的方法和所得产品及应用。

本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种改善Cantor合金高温抗氧化性能的方法，包括将Cantor合金在惰性气体氛围中900±10℃下退火处理1～2小时的步骤。

相较于传统的向合金中加入Al、Nb等合金化元素来改善高温抗氧化性能，本发明研究发现，通过采用惰性氛围中900±10℃下退火处理1～2小时的方法，可以改善Cantor合金的高温抗氧化性能，同时有效避免合金因物相结构类型转变而导致其它性能降低现象的出现，也可以有效降低Cantor合金内部元素偏析现象，还可以避免资源浪费问题的发生。

进一步地，所述Cantor合金在退火前先加工成铸锭进行压下量为90％以上的轧制处理。更优选为加工成铸锭进行压下量为95％的轧制处理。

一般所制备铸态Cantor晶粒尺寸较大，力学性能较低，对合金进行轧制处理可以降低合金内部晶粒尺寸，对合金起到细晶强化作用，而且轧制可以为后期退火引入孪晶做准备，从而通过调控孪晶界和晶界的比例来实现良好高温抗氧化性能。

进一步地，采用真空电弧熔炼加铜模铸造法将所述Cantor合金制成铸锭。

本发明中所述Cantor合金的化学组成为Cr₂₀Mn₂₀Fe₂₀Co₂₀Ni₂₀。