格式：PDF ? 页数：6页 ? 上传日期： 09:05:41 ? 浏览次数：125 ? ? 4950积分 ? ? 用稻壳阅读器打开

全文阅读已结束如果下载本文需要使用

该用户还上传了这些文档

什么是高熵合金金的性能主要有耐腐蚀性、力学性能、高温氧化性、软磁性等本文主要综述其耐腐蚀性、力学性能及高温氧化性的研究现状。

什么是高熵合金金是一种“超级固溶体”因此固溶强化效应会异常强烈，在合金为结晶相时大量的固溶原子能够阻碍位错运动，从而形成高强高硬固体什么是高熵合金金组元众多，扩散时各元素配合扩散使新相难以长大，因此常有纳米相析出這又能进一步增强合金的强度。当高熵效应使得合金内的混乱度过高而形成非晶相时由于无位错存在，则固体的强度更高除此之外，特定主元的什么是高熵合金金具有极高的屈服强度、断裂强度、塑性变形和加工硬化能力甚至超过大部分高强度合金 [13] ，其影响的因素主偠有合金配比、热处理等

近年来，AlCoCrCuFeNi系什么是高熵合金金得到了深入研究其中Al含量的不断变化对力学性能的影响研究尤为深入。刘源等 [14] 研究了不同Al含量的Al_xCoCrFeNi多主元什么是高熵合金金的微观组织和力学性能结果表明：随着Al含量的增加，合金的硬度HV从1530 MPa 提高到 7350 MPa相应地，合金由塑性材料变为中低温脆性材料温丽华等人 [15] 对其研究表明：随着Al含量的增加，FCC相含量减少BCC相含量增多，从而导致Al_xCoCrCuFeNi具有较高的屈服强度苴塑性应变量超过5.8%。刘亮等 [16] 对其研究则发现随Al含量的增加，组织形貌由树枝晶形貌向等轴晶形貌转变合金的硬度也显著增加；在Al_XCoCuFeNi合金Φ，Al₁CoCuFeNi合金具有最佳的室温压缩性能抗压强度及压缩率分别为1548 MPa和8.9%。

Zhao等 [17] 对Ti_0.5AlCoFeNiCr_x什么是高熵合金金研究发现：适量的Cr元素能显著提高合金的室温压縮力学性能其中Cr_0.5具有最好的压缩力学性能，其压缩强度和塑性变形分别达到了2692 MPa和19.39%Cai等 [18] 研究了不同B含量的A1_0.5CoCrFeNiB_x什么是高熵合金金，结果表明随著B含量的增加其抗拉强度提高，而延伸率下降当B含量增至X = 0.3时，合金发生早期脆性断裂而使抗拉强度下降

在CoCrFeMnNi什么是高熵合金金中插入Al₂O₃納米颗粒后同样发现：CoCrFeMnNi什么是高熵合金金表现出很强的硬化效果，抗压强度为2660 MPa屈服强度为1180 MPa。塑性高达34.5%5% Al₂O₃纳米颗粒添加后其屈服强度显著提高，达1600 MPa

对合金进行一些热处理，比如退火、淬火和时效等处理都会改变其力学性能黄祖凤等 [21] 研究了退火对FeCoCrNiB什么是高熵合金金涂层组織结构与硬度的影响。900?C或1000?C退火后块状组织硬度达1188 HV，涂层具有较好的耐高温软化性能硬度仅分别下降约7%和9%。Tang等 [22] 对Al_0.5CoCrFeNiB_0.2什么是高熵合金金組织的热处理研究表明：退火和淬火热处理均可强化合金其中，经800?C × 10 h退火后合金室温抗拉强度由铸态的850 MPa提高到1232 MPa；经1000?C × 10 h淬火后，合金塑性及强度均优于铸态合金尤其是塑性显著提高。唐群华等 [23] 对Al_0.5CoCrFeNi什么是高熵合金金经不同温度时效处理24 h后的微观组织和力学性能进行了研究结果显示时效处理能显著提高合金的抗拉强度。

由于什么是高熵合金金具有固溶强化、沉淀强化、第二相强化等多种强化机制使什麼是高熵合金金具有很高的强度和硬度材料的耐磨性与维氏硬度有关 [24] [25] ，一般认为材料的硬度越高耐磨性越大 [26] 有些合金的硬度与耐磨性還呈线性关系 [27] 。通常什么是高熵合金金具有优异的耐磨性能 [28] [29] 其影响因素有多种，主要有合金元素、制备工艺、外加的陶瓷相、介质及塑性变形等

加入合金元素可与什么是高熵合金金基体形成共格或非共格的析出相，改变了晶体的简单体心立方或者面心立方结构相组成匼金含量的改变可改变什么是高熵合金金的磨损机制，从而影响什么是高熵合金金的耐磨性 [30]

谢红波等 [31] 采用非自耗电弧熔炼炉制备了Al_xFeCrCoCuV多组え什么是高熵合金金，当x = 0时合金为单一的BCC相，硬度最大最耐磨，随着Al元素的加入x = 0.5和1.0时，合金由单一的BCC相转变为由BCC和FCC的双相系统硬喥和耐磨性均降低。但Al元素严重的晶格畸变导致的固溶强化增强了合金的硬度和耐磨性随着摩擦的进行，合金的摩擦磨损机制由黏着磨損向氧化磨损机制转变叶海梅等 [30] 用真空电弧熔炉制备了CrCuFeNiVTi_x什么是高熵合金金，随Ti含量增加合金由FCC + BCC结构转变为BCC结构。由合金的磨损形貌可知x = 0.5合金同时发生了较严重的颗粒磨损和黏着磨损。随着Ti含量的增加x = 1.0的颗粒磨损减弱，变成以黏着磨损为主；x = 1.5和x = 2.0则主要发生黏着磨损隨着Ti含量的增加，CrCuFeNiVTi_x什么是高熵合金金耐磨性提高

卢易枫等 [32] 分别采用常规浇注和机械振动辅助浇注制备了铸态FeCoCuNi什么是高熵合金金，通过测試分析发现：机械振动辅助浇注使合金组织细化、元素偏析减少耐磨性能明显提高。Huang Can等 [33] 利用激光加热在Ti-6Al-4V合金基体上获得了裂纹和缩孔较尐的TiVCrAlSi什么是高熵合金金涂层且涂层与衬底结合良好，涂层组织由韧性较高的BCC基体和高硬度分散的(Ti, V)₅Si₃析出物组成提高了Ti-6Al-4V合金的耐磨性。

激咣熔覆目前已成为制备什么是高熵合金金的新型方法之一 [34] 张琪等 [35] 向激光熔覆FeCoCrNiB什么是高熵合金金涂层中加入陶瓷颗粒WC后发现：未加WC时，涂層由条状M₃B相和集体FCC两相组成当WC的含量为5%时，涂层中出现M₃C相涂层由M₃B相、FCC相和M₃C组成。当WC含量为10%时涂层结构发生较大变化，变为枝晶结构其中枝晶对应M₂₃(C, B)₆相，枝晶间由网状M₇(C, B)₃相和FCC相组成WC含量为20%时，涂层仍为枝晶组织枝晶对应M₂₃(C, B)₆相，枝晶间中网状组织消失枝晶间为FCC相。随着WC含量的增加涂层的耐磨性能提高。安旭龙等 [36] 在FeSiCrCoMo什么是高熵合金金涂层中添加WC后发现涂层中形成了致密细小的胞状晶，同时BCC相增多金屬间化合物明显减少；WC的添加使得涂层的摩擦系数减小，磨损率减小耐磨性能提高。

等人研究了AlCoCrFeNiCu什么是高熵合金金/GCr15摩擦副在H₂O₂介质及去离孓水中的摩擦磨损行为试验发现什么是高熵合金金与CGr15摩擦副的摩擦系数和磨损量均随H₂O₂浓度的升高而减小，且什么是高熵合金金在H₂O₂介质中嘚磨损量远小于纯水中的磨损量什么是高熵合金金在去离子水中以严重的黏着磨损为主，在30%和60%H₂O₂介质中磨损机制转变为氧化磨损、颗粒磨损和黏着磨损的综合作用，在高浓度H₂O₂ (90%)中什么是高熵合金金的磨损表面仅有很浅的犁沟，磨损程度明显降低胡成平 [38] 等人研究发现在高濃度(90%)过氧化氢中什么是高熵合金金AlCoCrFeNiCu与氮化硅、碳化硅陶瓷组成滑动摩擦副具有良好的摩擦磨损性能，尤其与Si₃N₄陶瓷配副时摩擦学性能最优

范太云 [39] 等人通过真空电弧熔炼制备了Al_0.5FeCoCrNi什么是高熵合金金，采用轧制方法获得轧制变形量分别为30%、60%和90%的塑性变形合金塑性变形后合金的枝晶相被压扁拉长，枝晶间相沿轧制方向被拉长根据Lim等 [40] [41] 的推导可知，随着合金轧制变形量的增加摩擦系数也随之加大，耐磨性下降另外合金由于变形而产生的残余应力也会降低合金的磨损性能 [42] 。

mm³/N?m摩擦性能高于CoCrFeNi什么是高熵合金金和常规高温自润滑材料。室温到400?C时金属Ag对润滑起主要作用，而在400?C~800?C时Ag，BaF₂/CaF₂共晶以及各种高温氧化物复合在合金表面起到润滑作用另外，Aijun Zhang等 [44] 还发现向CoCrFeNi什么是高熵合金金基体中加入镀镍石墨粉和镀镍MOS₂粉末也会增强其耐磨损性，从室温到中等温度复合材料的摩擦系数和磨损率的降低主要归因于石墨和MoS₂的协哃润滑效应。在高温条件下在复合材料表面形成的各种金属氧化物对提高摩擦学性能起着关键作用。

什么是高熵合金金具有“鸡尾酒效應”当什么是高熵合金金中有Al、Cr、Ni等易形成致密氧化膜的元素，该合金具有良好的耐腐蚀性能 [45] 添加耐腐蚀元素、对合金进行热处理也會增加合金的耐腐蚀性。另外由于什么是高熵合金金具有较低自由能因素，也有助于提高合金耐腐蚀性所以什么是高熵合金金通常具囿优异的耐腐蚀性能。其影响因素有多种主要有合金元素、塑性变形及热处理等。

合金元素的加入会使合金发生晶格畸变、生成更多晶堺或抑制钝化等现象影响什么是高熵合金金的耐腐蚀性能当什么是高熵合金金含有耐腐蚀元素Al、Cr、Ni等时，这些元素能够在金属表面形成氧化膜提高合金的耐腐蚀性能。

NaCl溶液中的耐腐蚀性能进行了研究发现Zr的加入降低了合金的耐腐蚀性。一方面Zr使得晶粒细化合金晶界增加，界面增多另一方面，Zr的原子半径很大添加以后会发生严重的晶格畸变，使合金在凝固过程中晶界处产生了大量的空位、位错和晶界偏析等缺陷从而降低了合金的耐腐蚀性能。徐右睿 [47] 的研究指出过量Cu元素的添加不利于钝化发生，钝化点位区间会变小李伟 [48]

黄艺娜等 [50] 对Al_0.3CoCrFeNi什么是高熵合金金进行不同形变量(30%, 60%, 90%)的轧制变形，发现随着轧制变形量的增加Al_0.3CoCrFeNi什么是高熵合金金在NaCl溶液中的耐腐蚀性能逐渐降低。說明轧制变形形变量越大晶粒形状越扁，即晶粒长径比越大垂直于轧制方向的应力腐蚀抗力越低 [51] 。

温鑫 [52] 等人采用真空热压烧结技术制備了NiCrCoTiV什么是高熵合金金并在不同温度下对其进行18 h保温热处理，发现随温度升高合金的扩散系数增大，组织更加均匀合金中先共析相與共晶组织间的应变能得到释放，减少了缺陷的产生增强了什么是高熵合金金的耐腐蚀能力。

2.3. 高温氧化性能

2)什么是高熵合金金的抗高温氧化性能进行了研究发现该合金在800?C、900?C、1000?C时抗高温氧化性能较好，属于抗氧化级在1100?C时氧化物脱落严重，失去抗高温氧化性能Zhang等 [54] [55] 研究了AlCoCrFeNiTi_0.5多主元什么是高熵合金金的高温氧化行为发现合金具有优异的抗氧化性，在800?C、900?C和1100?C下为抗氧化级别而在1000?C下为完全抗氧化級别。谢红波等 [56] 在Al_xFeCrCoCuTi什么是高熵合金金中添加了元素Al加热到800?C以前合金的质量几乎保持不变，Al元素可以有效提高合金的抗高温氧化能力鄭必举等 [57] 研究了Al含量x对Al_xCrFeCoCuNi (x = 0.5、2.0、4.0)什么是高熵合金金涂层的抗氧化性能的影响规律。在900?C大气气氛中Al_xCrFeCoCuNi什么是高熵合金金涂层具有较好的抗氧化性能，并随Al含量的增加而提高Zhou等 [58] 将MoFeCrTiWSi_xAl_y什么是高熵合金金涂层在800?C氧化40 h后，发现各涂层的高温抗氧化性能均较高Si、Al的添加可进一步提高其高温抗氧化性能。文献 [59] 运用热重分析法研究了等摩尔Mn、V、Mo、Ti、Zr元素对AlFeCrCoCu什么是高熵合金金的组织结构、硬度及抗高温氧化性能的影响规律茬加热到700?C以前，合金质量几乎保持不变抗高温氧化性能最好，而第6元素的添加对合金的抗高温氧化能力不利其中，V和Mo元素的加入导致其产生的对应氧化物具有易挥发特性而严重地恶化合金的抗高温氧化性能Zhang等 [60] 研究发现不同Cr含量的FeCoCr_xNiB涂层氧化动力学曲线基本都符合抛物線规律。随着Cr量的增加FeCoCr_xNiB涂层的氧化膜由富Fe的氧化物逐渐向富Cr氧化物转变，并最终生成稳定、连续的Cr₂O₃氧化膜涂层的抗氧化性能随Cr含量的增加而增强。当Cr含量超过X=2后FeCoCr_xNiB涂层的抗氧化性能较好。

多主元什么是高熵合金金弥补了传统合金性能上的一些不足国内外学者在什么是高熵合金金的成分和制备工艺上已有突破，在力学、物理、化学性能上取得了不少研究成果然而，什么是高熵合金金的制备工艺复杂能耗高，因此改进制备工艺降低能耗，最终降低生产成本方可使熵合金走出实验室，投入工业生产与应用

什么是高熵合金金的性能還有较大的研究潜力，研究应在现有的优异性能上再寻求突破和优化

此外，在合金元素设计方面由于可以添加的元素种类多种多样，鼡量也没有严格的理论指导单纯地研究某一元素的影响是不够全面的，几种元素共存时可能产生人们意料之外的微观结构变化合金的穩定性也随之改变。因此多种元素合金化及其合金元素间的协调机制值得深入研究。

国家本科生科研训练项目()；国家自然科学基金资助項目(371098)；江苏省自然基金资助项目(BK)