[发明专利]一种含B2初生相的偏共晶高熵合金及其制备方法

说明书

本发明公开了一种含B2初生相的偏共晶高熵合金及其制备方法，所述合金的通式按原子百分比表达为：Al_aCo_bCr_cFe_dNi_e，其中，a为16～20，b为16～20，c为16～20，d为0～10，e为36～42，a+b+c+d+e＝100；所述合金的微观组织主要由初生B2相和包含B2相与FCC相的共晶组织组成，其中，所述初生B2相呈等轴树枝晶状，且在所述初生B2相的周侧围绕有FCC相晕圈。本发明的偏共晶高熵合金结构特殊，加工硬化能力显著，兼具较高的强度和良好的塑性，而且制备方法简单，绿色低碳，无需后续热机械处理，铸态即具有优良的综合力学性能，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于共晶高熵合金领域，尤其涉及一种含B2初生相的偏共晶高熵合金及其制备方法。

背景技术

共晶高熵合金结合了传统共晶合金和高熵合金的优势，具有优异的综合力学性能，是目前的研究热点之一。AlCoCrFeNi_2.1共晶高熵合金作为第一个被提出的共晶高熵合金，目前已被广泛研究。该共晶高熵合金由FCC相和B2相组成，其结合了FCC相高塑性和B2相高强度的优势，综合力学性能超过了传统的NiAl基合金，且其耐腐蚀性能优异，具有在极端环境下应用的前景。另外，有研究者通过热机械处理进一步提高了该共晶高熵合金的综合力学性能。

然而，目前对AlCoCrFeNi_2.1共晶高熵合金的研究大多集中在共晶成分，对亚共晶和过共晶成分的研究还不多见。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种含B2初生相的偏共晶高熵合金及其制备方法，该偏共晶高熵合金结构特殊，加工硬化能力显著，兼具较高的强度和良好的塑性，而且制备方法简单，绿色低碳，无需后续热机械处理，铸态即具有优良的综合力学性能，具有广阔的应用前景。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种含B2初生相的偏共晶高熵合金，所述合金的通式按原子百分比表达为：Al_aCo_bCr_cFe_dNi_e，

其中，a为16～20，b为16～20，c为16～20，d为0～10，e为36～42，a+b+c+d+e＝100。

所述合金的微观组织主要由初生B2相和包含B2相与FCC相的共晶组织组成，其中，所述初生B2相呈等轴树枝晶状，且在所述初生B2相的周侧有FCC相晕圈围绕。

基于相同的发明构思，本发明还提供了一种含B2初生相的偏共晶高熵合金的制备方法，包括：

S1：配料：按照合金通式进行配料，在称取原材料之前，先对原材料表面进行打磨、清洗、干燥；

S2：熔炼：将原材料放置在真空炉内，抽真空并充入保护气体进行熔炼，得到铸锭；

S3：落铸：将铸锭置于长条形的模具上，对铸锭进行加热，铸锭完全熔化后落至模具中，冷却后脱模后得到所述的含B2初生相的偏共晶高熵合金。

优选地，所述步骤S1中所述打磨是将原材料表面的氧化膜用钢丝刷或砂轮机打磨去除。

优选地，所述清洗是在无水乙醇中超声清洗，清洗时间为100～200s。

优选地，所述步骤S1中原材料中铝纯度大于99.5wt％，钴纯度大于99.9wt％，铬纯度大于99.9wt％，铁纯度大于99.9wt％，镍纯度大于99.9wt％。

优选地，所述步骤S2具体包括：