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1、五元難熔高熵合金的組織結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能研究郭建斌2015年6月中圖分類號(hào)：UDC分類號(hào)：五元難熔高熵合金的組織結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能研究作者姓名郭建斌學(xué)院名稱材料學(xué)院指導(dǎo)教師李云凱教授答辯委員會(huì)主席李樹奎教授申請學(xué)位工學(xué)碩士學(xué)科專業(yè)材料工程學(xué)位授予單位北京理工大學(xué)論文答辯日期2015年6月Studyonmicrostructureandmechanicalpropertiesoffive-elementrefractoryhighentropyalloysCandidateName:JianBinGuoSchoolorDepartment:Material
2、sScienceandEngineeringFacultyMentor:Prof.YunKaiLiChair,ThesisCommittee:Prof.ShuKuiLiDegreeApplied:MasterofEngineeringMajor:MaterialEngineeringDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence:June,2015研究成果聲明本人鄭重聲明：所提交的學(xué)位論文是我本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作獲得的研究成果。盡我所知，文中除特別標(biāo)注和致謝的地方外，學(xué)位
3、論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得北京理工大學(xué)或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書所使用過的材料。與我一同工作的合作者對此研究工作所做的任何貢獻(xiàn)均已在學(xué)位論文中作了明確的說明并表示了謝意。特此申明。簽名：日期：北京理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要高熵合金作為一種新型合金材料，突破了以一種或兩種金屬元素為主的傳統(tǒng)合金的設(shè)計(jì)理念。高熵合金是采用五種或五種以上合金元素按照等摩爾比或近等摩爾比制備而成的合金。多主元的混合產(chǎn)生高熵效應(yīng)，促進(jìn)元素充分混合并形成簡單的體心立方或面心立方結(jié)構(gòu)，有時(shí)還會(huì)形成少量化合物，強(qiáng)化合金性能。通過合金成分的合理設(shè)計(jì)，
4、可以使高熵合金具有高強(qiáng)度、高硬度、耐高溫蠕變、耐高溫氧化、耐磨損和耐腐蝕等優(yōu)異性能。因此，高熵合金具有很大的應(yīng)用潛力。本文從Ta、Mo、W、Nb、V、Zr、Hf和Ti八種元素中選取五種元素按照等摩爾比配置，利用非自耗真空電弧熔煉爐，熔煉了TaMoWNbZr、ZrTiHfNbMo、ZrTiHfVTa與ZrTiHfVNb四組高熵合金。采用OM、XRD、SEM、EDS等手段對高熵合金的進(jìn)行組織形貌和相結(jié)構(gòu)分析，并對合金的維氏硬度、靜態(tài)壓縮性能、動(dòng)態(tài)壓縮性能及高溫壓縮性能進(jìn)行測試。研究表明：ZrTiHfNbMo、ZrTiHfVTa與ZrTiHfVNb合金
5、均形成單一的體心立方結(jié)構(gòu)，TaMoWNbZr合金除了形成簡的單體心立方結(jié)構(gòu)的固溶體相外還形成另外一種含有Zr的相，且合金組織均為樹枝晶形貌。四組合金的維氏硬度在356～527之間，靜態(tài)壓縮強(qiáng)度在1123～1609MPa，動(dòng)態(tài)壓縮曲線表明ZrTiHfNbMo與ZrTiHfVTa合金存在應(yīng)變率強(qiáng)化效應(yīng)。合金高溫壓縮試驗(yàn)表明，ZrTiHfNbMo有一定的耐高溫軟化能力，而其他三組合金高溫強(qiáng)度很低，不適用于高溫環(huán)境。關(guān)鍵詞：高熵合金；顯微組織；靜態(tài)壓縮；動(dòng)態(tài)壓縮I北京理工大學(xué)碩士學(xué)位論文AbstractAsakindofnewalloymaterial，
6、highentropyalloysbreakthroughthetraditionalalloydesignconceptonthebaseof“oneortwomajoralloyelements”.HEAsarecomposedoffiveormoreelementswhichhaveequalmoleornearequalmoleratios.Highentropyeffectsinhighentropyalloysarisingfromthemixtureofmulti-principalelements,promotetheformat
7、ionofrandomsolidsolutionwithsimpleBCCorFCCstructuresusuallyaccompaniedwithalittleintermetallicswithinthegrains,whichcanstrengthentheproperties.Wecanoptimizethedesignofalloycompositiontoobtainhighentropyalloyswithhighstrength,highhardness,hightemperaturecreepresistance,hightem
8、peratureoxidationresistance,abrasionresistanceandcorrosionresistance
