[发明专利]一种基于价电子浓度值的高熵合金及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种基于价电子浓度值的高熵合金，其特征在于，利用价电子浓度值作为合金设计的经验参数，高熵合金由Al、Co、Cr、Fe和Ni元素组成，合金通式为AlCo_xCrFe_yNi_z，其中：0≤x＜1，1＜y≤2和2.1＜z≤3.1，并且x+y+z＝4.1，x、y、z分别为所述元素的摩尔比。

2.根据权利要求1所述的基于价电子浓度值的高熵合金，其特征在于，高熵合金优选的价电子浓度值为7.7，合金组织为FCC+BCC共晶组织；高熵合金价电子浓度值大于7.7时，合金组织为初生FCC相+共晶组织；高熵合金价电子浓度值小于7.7时，合金组织为FCC相+BCC片层状或者网状结构。

3.根据权利要求1所述的基于价电子浓度值的高熵合金，其特征在于，铸态高熵合金的屈服强度为410～550MPa，抗拉强度为1000～1050MPa，延伸率为15～25％，在质量分数为3.5％的氯化钠水溶液中自腐蚀电位为-0.41V～-0.25V(vs SCE)，腐蚀电流密度为3×10^-7A/cm²～3.6×10^-6A/cm²，点蚀电位为0.14～0.23V(vs SCE)，钝化电流密度为5×10^-7A/cm²～2.2×10^-5A/cm²。

4.一种权利要求1至3之一所述的基于价电子浓度值的高熵合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)按照重量百分比称量各合金元素原料；

(2)将除了铝以外的合金元素原料加入真空感应炉坩埚中，合上炉盖抽真空，待炉内真空度达到要求后开始送电化料；

(3)待所有原料化清后，提温精炼；

(4)停电降温至合金液表面结膜后，停止抽真空并充入高纯氩气；

(5)送电冲膜并向其中加入铝；

(6)低温精炼；

(7)将合金浇铸到模管中，冷却后进行切割打磨。

5.根据权利要求4所述的基于价电子浓度值的高熵合金的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，抽真空至炉内气压达到10Pa以下。

6.根据权利要求4所述的基于价电子浓度值的高熵合金的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，精炼温度为1490～1550℃，精炼时间为5～10min。

7.根据权利要求4所述的基于价电子浓度值的高熵合金的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，充入高纯氩气后炉内气压为0.08～0.10MPa。

8.根据权利要求4所述的基于价电子浓度值的高熵合金的制备方法，其特征在于，步骤(6)中，低温精炼温度为1420～1450℃，精炼时间为5～10min。

9.一种权利要求1至3之一所述的基于价电子浓度值的高熵合金的应用，其特征在于，高熵合金具有良好的铸造性能和力学性能，耐蚀性能优异，广泛应用于石油、化工或冶金领域，尤其适合作为海洋介质环境下使用的泵阀、螺旋桨、冷凝器或海水管系关键金属部件结构材料。