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1、難熔高熵合金的制備及其組織性能研究劉學峰2015年6月中圖分類號：TB31UDC分類號：540難熔高熵合金的制備及其組織性能研究作者姓名劉學峰學院名稱材料學院指導教師王魯教授答辯委員會主席劉穎教授申請學位工學碩士學科專業(yè)材料工程學位授予單位北京理工大學論文答辯日期2015年6月9日PreparationandstudyonmicrostructureandpropertiesofrefractoryhighentropyalloysCandidateName：XuefengLiuSchoolorDepartment:MaterialsScienceandEngi
2、neeringFacultyMentor:Prof.LuWangChair,ThesisCommittee：Prof.YingLiuDegreeApplied:MasterofEngineeringMajor：MaterialEngineeringDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence：June9，2015研究成果聲明本人鄭重聲明：所提交的學位論文是我本人在指導教師的指導下進行的研究工作獲得的研究成果。盡我所知，文中除特別標注和致謝的地方外，學位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
3、包含為獲得北京理工大學或其它教育機構的學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均已在學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：北京理工大學碩士學位論文摘要高熵合金作為一種新型合金材料，它突破了傳統(tǒng)合金以一種或兩種金屬元素為主的合金設計理念。它是以五種或五種以上的合金元素按照等摩爾比或者接近等摩爾比的設計比例，通過電弧熔煉、機械合金化等方法制備出來的合金。由于多主元而產(chǎn)生的高熵效應，促使合金的結構為簡單的面心立方、體心立方結構，有時還會形成少量的金屬間化合物，從而對合金的性能起到強化作用。通過合金成分的優(yōu)化設計，可
4、以得到具有高強度、高硬度、耐腐蝕、耐磨損和耐高溫軟化等優(yōu)異性能的合金材料，因此，在未來具有很大的應用潛力。本文選取的是金屬元素W、Nb、Mo、Ta、V、Zr、Hf和Ti八種元素為原料，按照等摩爾比的配比，利用真空非自耗電弧熔煉的方法分別制備WNbMoTaV、ZrTiMoTaV以及ZrTiHfVTa三組高熵合金。并采用XRD、OM、SEM、EDS、TEM等手段對高熵合金的組織形貌和相結構進行分析，同時對合金的硬度以及靜態(tài)、動態(tài)和高溫壓縮強度進行研究。對WNbMoTaV合金在1350℃、1550℃、1750℃和1950℃四個溫度進行高溫退火實驗，研究合金在退火后的組
5、織結構和性能的變化。研究表明：WNbMoTaV和ZrTiHfTaV合金的相結構均為單一體心立方結構，ZrTiMoTaV合金除了一種單一體心立方結構之外，還存在一種含有V的相，三組合金的組織均為樹枝晶形貌。WNbMoTaV合金的維氏硬度值為575HV，ZrTiMoTaV為511HV，ZrTiHfTaV為411.4HV。三組合金的靜態(tài)壓縮強度在1919-2284MPa之間，動態(tài)壓縮曲線表明三組合金均沒有出現(xiàn)應變率強化效應。三組合金的高溫壓縮曲線表明，WNbMoTaV合金高溫壓縮強度較高，適于高溫應用，ZrTiMoTaV和ZrTiHfTaV合金高溫強度很低，不適于在8
6、00℃以上的高溫下應用。對WNbMoTaV合金高溫退火后發(fā)現(xiàn)，合金的相結構沒有發(fā)生變化，組織趨于均勻化。關鍵詞：高熵合金；顯微組織；動態(tài)壓縮；退火I北京理工大學碩士學位論文AbstractAsakindofnewalloymaterial，highentropyalloysbreakthroughthetraditionalalloydesignconceptonthebaseof“oneortwomajoralloyelements”.Highentropyalloysarecomposedoffiveormoreelementswhichhaveequalm
7、oleornearequalmoleratiosandpreparedbyvacuumnon-consumablearc-meltingormechnicalalloyingandsoon.Highentropyeffectsinhighentropyalloysarisingfromthemixtureofmulti-principalelements,promotetherandomsolidsolutionwithsimpleBCCorFCCstructuresandusuallywithalittleintermetallicswithinthegrai
8、ns,whichcans
