[发明专利]利用磁场提高AlCoCrFeNi2.1

说明书

一种利用磁场提高AlCoCrFeNi_2.1共晶高熵合金力学性能的方法，采用真空非自耗电弧熔炼法对Al、Co、Cr、Cu、Fe和Ni原料进行熔炼，得到AlCoCrCuFeNi高熵合金钮扣锭。将得到的高熵合金纽扣置于1～10T的磁场中进行真空凝固，得到屈服强度σ_y为360～563MPa，硬度为271～347HV的AlCoCrFeNi_2.1共晶高熵合金。并且该共晶高熵合金的显微组织仍然为片状的共晶组织。本发明将强磁场作用于AlCoCrFeNi_2.1共晶高熵合金的凝固过程，达到了提高AlCoCrFeNi_2.1共晶高熵合金的力学性能的目的。

技术领域

本发明涉及一种共晶高熵合金，具体来说是一种利用磁场提高AlCoCrFeNi_2.1共晶高熵合金力学性能的方法。

背景技术

相比于传统合金以一种元素作为主元的设计理念不同，高熵合金是由多组元以等摩尔比或近等摩尔比混合形成的固溶体合金，高的混合熵降低了体系的吉布斯自由能，有利于促使合金形成简单的面心立方(FCC)、体心立方(BCC)等固溶体结构。然而，多种主元间复杂的相互作用往往使得合金由多相构成，包括简单固溶体、有序固溶体、金属间化合物等，从而使合金呈现出不同的显微组织，共晶组织是众多显微组织中非常典型的一种。

AlCoCrFeNi_2.1共晶高熵合金是最近新提出的一种非等摩尔比高熵合金，调研发现，AlCoCrFeNi_2.1高熵合金具有FCC+BCC双相结构，其微观结构为典型的细小的片层状共晶组织。并且调研还发现，AlCoCrFeNi_2.1共晶高熵合金虽然在室温下具有良好的塑性，但是屈服强度较低。检索文献发现，有学者通过冷轧+退火等方式改变 AlCoCrFeNi_2.1高熵合金的微观组织，提高该合金的力学性能 (WaniIS,BhattacharjeeT,SheikhS,etal.Ultrafine-GrainedAlCoCrFeNi_2.1EutecticHigh-Entro pyAlloy[J].MaterialsResearchLetters,2016,3831.)。

强磁场作为一种极端的物理场，调研发现，将其应用于合金材料的处理过程中，可以利用不同相的磁性不同诱导组织发生变化，进而对合金材料的各种性能产生影响。同时发现强磁场不仅对磁性材料有影响对非磁性材料同样有影响。因此，将强磁场作用于材料制备和处理的过程中，可以实现微观组织和宏观性能的调控。

因此，将强磁场作用于AlCoCrFeNi_2.1共晶高熵合金的凝固过程，相比冷轧+退火处理等传统的方式，强磁场处理实验简单快速，操作简单，这将是具有非常重要的意义。本发明就是一种利用磁场提高AlCoCrFeNi_2.1共晶高熵合金力学性能的方法。

发明内容

为克服现有技术中存在的屈服强度较低的不足，本发明提出了一种利用磁场提高AlCoCrFeNi_2.1共晶高熵合金力学性能的方法。

本发明的具体步骤是：

步骤1、合金制备：以Al、Co、Cr、Fe、Ni作为原料，所述Al：Co：Cr：Fe： Ni的原子比为1：1：1：1：2.1；所述Al、Co、Cr、Fe和Ni原料均为固态纯原料。

采用真空非自耗电弧熔炼法对原料进行熔炼，得到AlCoCrFeNi_2.1共晶高熵合金钮扣锭；