[发明专利]一种高熵合金挤墩复合改性方法

摘要

本发明涉及一种专门针对高熵合金材料的热加工与晶粒细化的塑性改性方法，制备组织均匀的高性能高熵合金材料的方法。本发明的目的主要在于：提供一种针对高熵合金服役要求的挤墩复合塑性改性方法。针对高熵合金的热加工特点，采用先墩再挤，挤完再墩，反复墩挤的方法，有效控制变形过程中高熵合金材料内部的应力状态，提高三向压缩应力，有效抑制晶格畸变诱发的微裂纹的萌生与扩展，细化晶粒，提高综合力学性，实现高熵合金的有效改性。挤墩复合工艺易于实现，成本低廉，能够获得组织性能均匀优良的高熵合金锭坯材料，有效提高其服役能力，采用该方法不仅能促进高熵合金的大批量使用，而且还可以有效改善以及控制高熵合金的力学性能。

主权项

1.一种专门针对高熵合金材料的热加工与晶粒细化的塑性改性方法,制备组织均匀的高性能高熵合金材料的方法，具体按以下步骤完成：(1)高熵合金原始毛坯的制作:按照锭坯尺寸下料高熵合金棒料，然后将根据高熵合金的组织成份的不同，加热到900℃‑1200℃的起始温度，按照棒料厚度0.8‑1min/mm进行保温处理，保温12‑100h，使其内部组织均匀；(2)棒料墩粗加工及分析:结合所选用高熵合金的成份以及变形特点，通过软件计算与模拟仿真，获得墩粗变形过程中锭坯不同部位的应力特征与规律，在此基础上，结合材料应力与损伤特征，分析高熵合金在不同墩粗条件下的变形以及三向压缩应力与损伤分布变化，优化墩粗方案和墩粗比，避免墩粗产生鼓肚裂纹，在此基础上，依托优化的镦粗方案，对已经均匀化的高熵合金锭坯进行镦粗加工，上下砧板采用平砧板，砧板预热至500℃，应变速率0.01s^‑1‑0.1s^‑1；(3)挤压加工及分析:墩粗完成后，对已变形的高熵合金胚料进行高温挤压,通过软件计算与模拟仿真，分析挤压过程中高熵合金的材料流动特征，获得优化的挤压工艺方案,在此基础上，结合分析结果，开展高熵合金挤压加工，减小坯料直径，增加材料长度,挤压温度900‑1100℃，挤压比小于2；(4)再一次墩粗加工:将挤压完成后的高熵合金棒料在放入加热炉升温、保温，当达到变形温度后，将高熵合金取出进行再次高温墩粗加工改性，变形温度根据材料不同为900℃‑1200℃，应变速率0.01s^‑1‑0.1s^‑1；(5)再一次挤压加工:继续反复步骤(3)和步骤(4)的流程，镦粗挤压复合，挤压后需回炉加热，通过反复墩挤改善高熵合金组织，抑制由于高熵合金严重晶格畸变所引起的微裂纹的萌生与扩展，得到晶粒更为细小且组织均匀，具有优良服役能力的高熵合金锭坯。