摘要：异种材料界面相容性是制约结合强度的关键因素,然而其内在机制仍待完善。本工作开展了316L不锈钢表面激光熔化沉积CoCrNiCu中熵合金实验,借助SEM、STEM、EBSD、透射Kikuchi衍射(TKD)等手段对异种材料显微组织与界面特征进行表征,测试了异种材料界面力学性能,进而通过系统研究界面组织与晶体学相容性提出改善结合强度的方法。结果表明,CoCrNiCu中熵合金与316L不锈钢异种材料界面处形成了CoCrNiCuFe高熵合金全固溶过渡区,异种材料剪切强度可达324 MPa。在C元素界面配分引发奥氏体稳定性降低以及残余应力引发塑性变形的协同作用下,316L不锈钢靠近异种材料界面处的部分奥氏体晶粒发生应变诱导马氏体相变,这在促进相变诱导塑性(TRIP)效应的同时也会导致界面匹配程度降低。因此,对于物性差异较小的异种材料应保持相同晶体结构的单相匹配,通过提高界面晶体学相容性改善界面结合强度;对于物性差异较大的异种材料可借助TRIP效应设计双相结构以提高协调变形能力。

摘要：【目的】设计了一种新型的Ni_(2)CoCr_(0.5)Si_(0.3)Al_(0.1)Ti_(0.1)中熵合金。【方法】在非等原子比Ni-Co-Cr基体的中熵合金中加入微量的Si、Al和Ti元素,并且通过不同温度的时效热处理进一步引入弥散的共格L12相沉淀。【结果】结果表明,700℃时效后的Ni_(2)CoCr_(0.5)Si_(0.3)Al_(0.1)Ti_(0.1)中熵合金具有最优异的力学性能,其屈服强度为783MPa,极限抗拉强度为1252MPa,伸长率为41.6%;相比退火处理样品,经过700℃时效处理使得合金的屈服强度提升了310MPa.分析合金在700℃时效样品的初始微观结构,可以确定合金中不仅存在共格的L12相结构,还有微量的金属间化合物Ni16Ti6Si7相。同时,由于高轧制量的冷轧变形和短时间的退火处理,在初始结构中发现微量的层错、纳米层错网格、Lomer-cottrell锁和位错钉扎现象的存在。其几何必需位错在拉伸过程中呈现出均匀分布,主要的变形模式以滑移为主,且具有层错结构,并没有发现变形孪晶。

摘要：本研究采用电弧熔炼法制备了低活化且等原子比的FeCrV以及含Ti的FeCrVTi中熵合金,并对其相结构和铅铋腐蚀性能进行了研究。在相组成方面,表征结果显示FeCrV合金为BCC单相结构,FeCrVTi合金为BCC + Laves双相结构,同时表征结果与热力学参数经验标准的预测结果相互吻合,证实了利用热力学参数开发与设计合金的可行性。然后,耐铅铋腐蚀性能方面,结果发现由于Ti的加入,FeCrVTi合金的耐铅铋腐蚀性能与FeCrV合金相比并未得到提升,同时还有一定程度的腐蚀层脱落现象。最后,通过表面和截面分析合金的腐蚀机理,推断出FeCrV合金以氧化腐蚀为主,而FeCrVTi合金以BCC相的氧化腐蚀和Laves相的溶解腐蚀为主。本研究为铅冷快堆和ADS系统的耐铅铋腐蚀性和低活化性结构材料的开发提供了新的思路和观点。

摘要：在微电子封装领域,键合Ag线具有较好的电学性能优势被广泛应用,但纯银线因存在强度低、高温易失效等缺点不能满足大功率器件的使用,因此本工作拟通过设计等原子比AgAuPd中熵合金作为替代纯Ag线的新型键合材料。通过SQS模型构建了等原子比AgAuPd中熵合金晶体模型,利用第一性原理计算了AgAuPd中熵合金在不同压力下的弹性性质(弹性常数、弹性模量、剪切模量)、热力学性质和电子结构。预测出AgAuPd中熵合金随压力的增加具有较好的结构稳定性、良好的塑性和优良的导电性,具有成为键合材料的潜力。利用第一性原理计算AgAuPd中熵合金加压下的力学、热力学和电学性质,对开发新型键合Ag基丝具有一定的理论指导意义。

摘要：以新型模具材料为应用背景,首先从多主元合金设计的角度,预测了CrMoTi中熵合金成分,并在实验中验证了其单相bcc结构。对CrMoTi中熵合金的硬度和热学性能进行了测试。结果表明,电弧熔炼样品在室温下硬度为520.6 HV_(0.3),在600℃时硬度为356.0 HV_(0.3);在室温下比热容为371 J/(kg·K),热导率为14.0 W/(m·K)。随后以金属元素粉为原材料,对比研究了直接激光沉积(DLD)和选区激光熔化(SLM)2种增材制造技术在原位合金化成型CrMoTi中熵合金的加工适性。其中DLD样品在打印态密度最高达7.46 g/cm^(3),硬度达到634.6 HV_(0.3)。SLM的原位合金化加工适性相对较差,样品密度最高为7.27 g/cm^(3),硬度为605.9 HV_(0.3),且在其内部残留有未熔Mo粉。相比较而言,在作为模具的性能方面,CrMoTi合金表现出略优于H13钢的硬度和高温热导率。在原位合金化方面,CrMoTi合金的原料包含了熔沸点差异较大的金属元素,且形成相为硬脆bcc结构相,对增材制造技术而言有较大的加工难度,而DLD技术相对SLM表现出更好的原位合金化加工适性。

摘要：为了提高CoCrNi中熵合金的强度和耐腐蚀性能,通过添加不同含量TiC设计TiC强化CoCrNi中熵合金(CoCrNi/(TiC)_(x)(x=0.1,0.2,0.4))。研究TiC含量对合金的显微组织、力学性能和耐腐蚀性的影响。研究发现,随着TiC含量的增加,TiC的析出形态从片状共晶转变为针状结构,最后形成针状与块状TiC混合颗粒。TiC在CoCrNi合金中出现溶解-析出现象,这对CoCrNi/(TiC)_(x)合金的力学性能和耐腐蚀性能具有重要意义。加入TiC后,合金的强度明显提高。CoCrNi/(TiC)_(0.4)合金的抗压屈服强度达到746 MPa,远高于CoCrNi中熵合金的108 MPa。此外,TiC的加入还能提高CoCrNi中熵合金在盐溶液中的耐腐蚀性。

摘要：利用激光熔覆技术在304不锈钢表面制备Fe_(63.3)Mn_(14)Si_(9.1)Cr_(9.8)C_(3.8)中熵合金涂层,并采用正交试验设计方案,获得制备铁基中熵合金涂层的最佳工艺参数,同时对所得涂层的微观组织、显微硬度及耐磨耐蚀性能进行观察和测试。结果表明:最佳熔覆工艺参数为激光功率1500 W、扫描速度4 mm/s、光斑直径4 mm。Fe_(63.3)Mn_(14)Si_(9.1)Cr_(9.8)C_(3.8)中熵合金涂层为单一FCC相结构。Fe_(63.3)Mn_(14)Si_(9.1)Cr_(9.8)C_(3.8)中熵合金涂层的平均显微硬度为279HV 0.1,约为304不锈钢基体(200HV_(0.1))的1.4倍。在3.5%NaCl溶液中,Fe_(63.3)Mn_(14)Si_(9.1)Cr_(9.8)C_(3.8)中熵合金涂层腐蚀电流密度为2.532×10^(-6)A·cm^(-2),相比于304不锈钢降低了一个数量级,涂层具有明显的钝化行为。在干摩擦条件下,涂层的摩擦系数为0.55,低于304不锈钢,其磨损率为6.26×10^(-4)mm^(3)/(N·m),相比于304不锈钢,降低了34%。Fe_(63.3)Mn_(14)Si_(9.1)Cr_(9.8)C_(3.8)中熵合金涂层耐蚀耐磨性能显著优于304不锈钢,具有良好潜在应用价值。

摘要：为提高增材制造中熵合金的低温屈服强度,以良好低温性能的NiCoCr中熵合金为基体,同时引入Nb元素形成γ′′相,设计出了一种适合激光增材制造极端热环境的中熵合金。采用激光能量沉积制备了块状中熵合金,合金试样外形结构无缺陷。沉积态的中熵合金具有优异的力学性能,屈服强度、抗拉强度和伸长率分别为~268 MPa、~608 MPa和~36%。经固溶和时效处理后,该试样在77 K温度下拉伸测试,合金的屈服强度为~825 MPa,极限强度为~992 MPa,拉伸伸长率为~15%。研究结果为提高增材制造用中熵合金的低温屈服强度提供新思路。

摘要：中、高熵合金由于其独特的设计理念和优异的力学、物理化学性能成为近年来高性能金属材料领域的研究热点。然而,大多数中、高熵合金往往通过冷/热加工,并辅以合理的热处理工艺,才能同时获得高强度和高塑性。为了实现快速强化中、高熵合金的目的,通过真空电子束熔化表面改性技术制备了具有梯度结构的Fe_(49.3)Co_(23)Ni_(23)C_(0.85)Mn_(1)Si_(2.85)中熵合金。结果表明,在相同扫描模式和扫描时间条件下,随着电子束束流的增大,重熔层的厚度增加。通过真空电子束熔化表面改性技术可以快速实现中、高熵合金力学性能的提高。当电子束束流为15mA时,重熔层晶粒细化,重熔层平均厚度为240μm,力学性能最佳,表层硬度为213HV,抗拉强度达到823MPa,同时保持59%的伸长率。

摘要：中熵合金材料由于多组元结构表现出高强度、高塑性和低温下良好的断裂韧性,但其力学性能在高温下仍然较差,限制了在工程中的应用。以CoCrNi中熵合金为例,综述了其力学性能的特点,并简述了CoCrNi中熵合金相应的变形机制。同时,讨论了添加合金元素、预塑性变形与优化制造工艺这3方面因素对中熵合金力学性能的影响。最后,提出了中熵合金在实际生产应用过程中可能面临的问题。