[发明专利]一种超强变形能力的高熵合金、制备方法及其制备的板材

说明书

一种超强变形能力的高熵合金、制备方法及其制备的板材，本发明属于合金加工技术领域，具体涉及一种超强变形能力的高熵合金、制备方法及其制备的板材。本发明要解决复杂零件制备过程中难以变形，加工性能差的问题。它的化学式为Co₄₀Cr₂₀Fe₂₀Ni₂₀；通过真空熔炼进行制备；对合金铸锭进行均匀化退火处理、热处理、挤压、再结晶退火处理得到高熵合金板材。本发明用于复杂零部件成形加工。

技术领域

本发明属于合金加工技术领域，具体涉及一种超强变形能力的高熵合金、制备方法及其制备的板材。

背景技术

金属塑性加工技术是加工行业普遍使用的一种技术，在材料基础工程中有着重要的地位。金属塑性加工，在机械等加工行业中具有相当的优势和实用性。因此，在机械、冶金、电子、航空航天、仪器仪表等行业，通常会使用金属塑性加工。金属塑性加工突出的特点是材料的利用率高，能够利用最少的材料加工成最复杂的零部件。

传统合金在材料成形加工技术中，经常遇到难加工、变形能力差、强度和塑性难以同时提高等问题，限制了合金在材料加工技术方面的应用，因此，研究一种具备超强变形能力以及加工性能的新材料，并同时改善合金的强度和塑性的材料制备方法对工业化生产、航空航天等领域应用有重要的意义。

近几年，多主元高熵合金这一新型合金设计理念，开辟了合金研究的新领域。这一概念的提出，打破了传统合金的设计理念。研究表明，高熵合金由于多组元特性，使其呈现出高熵效应、晶格畸变效应、迟滞扩散效应、鸡尾酒效应，因此，具有较高的强韧性、硬度、抗磨损性、抗疲劳性、高温抗软化性、耐磨性能等，作为结构材料有望在航空航天，工业生产方面具有巨大的发展潜力。目前，由于面心立方结构的高熵合金易加工、塑性优异屈服强度较低，具有更低的变形抗力等特点受到了广大研究。

发明内容

本发明是要解决复杂零件制备过程中难以变形，加工性能差的问题，而提供一种超强变形能力的高熵合金、制备方法及其制备的板材。

一种超强变形能力的高熵合金的化学式为Co₄₀Cr₂₀Fe₂₀Ni₂₀。

一种超强变形能力的高熵合金的制备方法是按以下步骤完成的：

一、配料：根据化学式Co₄₀Cr₂₀Fe₂₀Ni₂₀按照原子百分比称取原料单质颗粒；

二、真空熔炼：将原料单质颗粒放入真空熔炼设备，抽真空后，充入氩气作为保护气体进行真空感应熔炼，冷却后，得到Co₄₀Cr₂₀Fe₂₀Ni₂₀高熵合金铸锭。

一种超强变形能力的高熵合金制备的板材，其制备方法是按以下步骤完成的：

一、将Co₄₀Cr₂₀Fe₂₀Ni₂₀高熵合金铸锭在1100℃-1200℃条件下进行均匀化退火处理，退火时间为10-12h，得到均匀化后的合金铸锭；

二、将均匀化后的合金铸锭放入热处理炉中加热至800℃-900℃，取出后快速放入挤压模具，挤压成板材，挤压比为10:1-20:1，得到挤压后的板材；

三、将挤压后的板材进行再结晶退火处理得到超强变形能力的Co₄₀Cr₂₀Fe₂₀Ni₂₀高熵合金板材；退火温度为900℃-1200℃，退火时间为2-4h。