球磨时间对MA-SPS法制备FeCoCrAlNiB高熵合金微观结构、硬度和断裂韧性的影响

作者：李志聪; 龙莹^*; 车金涛; 林华泰

来源：材料科学与工艺, 2022, 30(05): 89-96.

• 高熵合金
• 机械合金化
• 放电等离子烧结
• 球磨时间
• 硼化物

采用机械合金化(MA)和放电等离子烧结(SPS)相结合的方法制备FeCoCrAlNiB高熵合金。研究球磨时间(1、5、10、20、30和40 h)对合金相成分、微观结构、硬度和断裂韧性的影响。结果表明：高能球磨过程中各金属元素的合金化顺序为Al→Co→Ni→Fe→Cr;混合粉末球磨20 h后基本形成了单一的BCC固溶体相，其颗粒尺寸约为20μm。对不同球磨时间的混合粉末进行SPS烧结，获得的FeCoCrAlNiB高熵合金主要由无序BCC+B2(Al-Ni)固溶体相和硼化物相(Fe2B等)组成。随着球磨时间的延长，合金中硼化物相含量先减少后增加并主要以网状形式分布，BCC相含量则与之相反；合金硬度随球磨时间的延长逐渐提高，主要是因为合金元素间固溶程度越来越高，硼化物相逐渐增多；但硼化物形成的网状结构会破坏基体的连续性，导致合金断裂韧性逐渐降低。当球磨时间为20 h时，获得的FeCoCrAlNiB高熵合金的维氏硬度(HV)为(10.9±0.2) GPa,断裂韧性(KIC)为(4.4±0.2) MPa·m1/2,表现出最优的综合性能。

• 单位
  广东工业大学