[发明专利]一种高强高韧层状异构中熵合金及其制备方法

权利要求书

1.一种高强高韧层状异构中熵合金，其特征在于，其组织为多重层状异质结构，其所含主要元素为Ni、Cr、Co、Nb，所述中熵合金的组分为(Ni₂CrCo)_100-xNb_x，其中Ni、Cr、Co元素的摩尔比为2∶1∶1，Nb元素的原子百分比为2≤x≤5 at.%；

所述的一种高强高韧层状异构中熵合金的制备方法，其包括以下步骤：

步骤（1），配料：按照所述中熵合金的名义成分分别对所述Ni、Cr、Co、Nb单质金属原料进行精确称量，备用；

步骤（2），熔炼：将所述Ni、Cr、Co、Nb单质金属原料置于真空感应熔炼炉中加热至熔化，然后倾倒在钢模中冷却，得到中熵合金铸锭；

步骤（3），液氮轧制：将得到的所述中熵合金铸锭浸入液氮槽中，然后进行多道次轧制处理，确保总的轧制量为70%～90%；每道次轧制间隙需要在液氮中充分浸泡，得到液氮轧制的中熵合金；

步骤（4），热处理：将得到的所述中熵合金进行部分再结晶处理和时效处理，所述部分再结晶处理为：将得到的所述中熵合金在900 ℃～1100 ℃温区处理1 min～60 min，水淬；所述时效处理为：将部分再结晶处理的中熵合金在650℃～850℃时效处理10～30小时，水淬；即可获得所述高强高韧层状异构中熵合金。

2.根据权利要求1所述的一种高强高韧层状异构中熵合金，其特征在于，所述Ni、Cr、Co和Nb单质金属原料纯度均不低于99.5 %。

3.根据权利要求1所述的一种高强高韧层状异构中熵合金，其特征在于，在所述步骤（1）配料之前，对所述Ni、Cr、Co、和Nb单质金属原料进行预处理，预处理的方法为：以所述Ni、Cr、Co、和Nb金属块作为原材料，使用机械研磨去除原材料表面氧化皮，然后依次置于丙酮、酒精溶液中进行超声清洗，继而吹干备用。

4.根据权利要求1所述的一种高强高韧层状异构中熵合金，其特征在于，在所述步骤（2）熔炼中，将所述Ni、Cr、Co、Nb单质金属原料置于所述真空感应熔炼炉中加热至熔化并保温20～30分钟，然后倾倒在所述钢模中冷却，得到所述中熵合金铸锭。

5.根据权利要求1所述的一种高强高韧层状异构中熵合金，其特征在于，在所述步骤（2）熔炼中，得到所述中熵合金铸锭后，对所述中熵合金铸锭在热处理炉中进行高温均匀化处理，高温均匀化处理方法为：在1250 ℃温度保温10～15小时，水淬。

6.根据权利要求1所述的一种高强高韧层状异构中熵合金，其特征在于，在所述步骤（3）液氮轧制中，每道次轧制间隙需要在液氮中充分浸泡10分钟。