高熵合金的铸造性能差,铸造宏/微观偏析严重,限制了高熵合金的工业化应用。共晶合金的概念提出了一种具有塑性 FCC 相和高强度 BCC 相交替的片层或棒状显微组织共晶高熵合金设计方法。共晶高熵合金兼具了共晶和高熵合金的优点,具有的强度和塑性、良好的高温蠕变抗力、低能相界且组织可控。
共晶高熵合金是典型的层状或杆状共晶组织的原位复合材料,兼备了共晶合金和高熵合金的优点,让高强度相(如BCC或HCP结构的金属间化合物)和高塑性相(如FCC相)通过共晶生长形成共晶高熵合金,因此,较传统的单相FCC结构或单相BCC结构高熵合金而言,共晶高熵合金能够兼顾强度与韧性,综合性能。
共晶高熵合金组织结构及性能
1.力学性能
2.耐磨性
3.耐腐蚀性
4.软磁性能
共晶高熵合金制备方法
制备共晶高熵合金主要采用真空电弧熔炼法和定向凝固技术。
1.真空电弧熔炼
真空电弧熔炼法是指将一定比例的属放置在坩埚中,再将整体置于真空炉中抽至真空, 之后充入氩气, 金属完全熔化之后使其在水冷钢模中浇铸成形。该方法是制备共晶高熵合金较为常用的方法。
2.定向凝固技术
定向凝固技术是指在凝固过程中采用强制手段在凝固金属与未凝固熔体之间建立起具有特定方向的温度梯度,使熔体逆热流方向进行凝固, 从而得到沿特定方向生长的柱状晶。现今常被用于优化共晶高熵合金的性能。
这种技术还可以控制合金的凝固组织形貌, 有助于预测其显微组织的演化过程及其力学性能, 同时, 为获得凝固组织和特定工艺参数的定量关系提供了可能, 对合金凝固组织的改善大有裨益。
这种技术还可以控制合金的凝固组织形貌, 有助于预测其显微组织的演化过程及其力学性能, 同时, 为获得凝固组织和特定工艺参数的定量关系提供了可能, 对合金凝固组织的改善大有裨益。
高熵合金(heas)打破了传统的合金设计理念,是由多主元元素组成的新型合金,但大部分高熵合金流动性和可铸造性较差,成分不均匀,不利于高熵合金的规模化应用。共晶高熵合金(eheas)可同时具有高熵合金和共晶合金的特性,减少铸造缺陷,改善了铸造性能。