Al含量对选区激光熔化AlxCoCrFeNi(x=0.3,0.5,0.7,1.0)的显微组织及纳米压痕的影响

作者：邓操; 李瑞迪^*; 袁铁锤; 牛朋达

来源：材料工程, 2022, 50(06): 27-35.

• 选区激光熔化
• AlxCoCrFeNi
• 显微组织
• 纳米压痕

采用气雾化法制备预合金粉末，通过选区激光熔化(selective laser melting, SLM)制备AlxCoCrFeNi(x=0.3,0.5,0.7,1.0)高熵合金。通过X射线衍射仪、扫描电镜以及纳米压痕实验，综合分析AlxCoCrFeNi的物相、微观组织、硬度、杨氏模量及蠕变曲线，探讨Al含量对AlxCoCrFeNi显微组织及纳米压痕的影响。结果表明：Al含量对物相组织有显著影响，其中Al0.3CoCrFeNi与Al0.5CoCrFeNi为FCC结构，Al0.7CoCrFeNi和Al1.0CoCrFeNi为BCC/B2结构。Al0.3CoCrFeNi和Al0.5CoCrFeNi主要由等轴晶组成，Al0.7CoCrFeNi和Al1.0CoCrFeNi主要由柱状晶组成。随Al含量增加，孔隙及裂纹等缺陷增加。在Al0.3CoCrFeNi和Al0.5CoCrFeNi中没有观察到明显的熔池形貌。随Al含量增加，样品残余应力增加。随Al含量增加，硬度增加，由Al0.3CoCrFeNi的447HV增加至Al1.0CoCrFeNi的567HV。Al0.3CoCrFeNi杨氏模量约为273 GPa, Al0.5CoCrFeNi约为233 GPa, Al0.7CoCrFeNi和Al1.0CoCrFeNi杨氏模量相近，分别为240 GPa和242 GPa,硬度与杨氏模量的变化主要与组织及物相有关。与传统蠕变曲线不同，AlxCoCrFeNi的纳米压痕蠕变曲线只包括瞬时蠕变和稳态蠕变两个阶段，其蠕变机制主要为位错蠕变，其中Al0.7CoCrFeNi具有最好的抗蠕变性能。Al0.3CoCrFeNi具有最好的打印成形性，其屈服强度为702 MPa,伸长率为27.5%。

• 单位
  粉末冶金国家重点实验室; 中南大学