原位自生碳化物增强CoCrFeNi高熵合金的显微组织与力学性能

作者：陈瑞润^*; 陈秀刚; 高雪峰; 秦刚; 宋强^*; 崔洪芝

来源：材料导报, 2022, 36(14): 27-32.

• 高熵合金
• 碳化物
• 微观组织
• 力学性能
• 固溶强化

为了提高面心立方(FCC)相高熵合金的强度，将Ti和C元素添加到FCC单相CoCrFeNi高熵合金中以实现强化效应。利用真空电弧熔炼法制备(CoCrFeNi)100-x(TiC)x(x=0、2、4、6、8(原子分数，%))高熵合金，研究了不同含量的Ti和C元素对CoCrFeNi合金显微组织和力学性能的影响。结果表明，添加Ti和C元素后，合金的微观结构由单一的FCC相转变为FCC基体相和原位自生富Ti碳化物，富Ti碳化物的形成并未改变基体相类型。富Ti碳化物沿着枝晶间凝固，呈片层状并相互连接形成网状组织。随着Ti和C含量的增加，FCC基体相含量逐渐降低，富Ti碳化物体积分数逐渐增大至12%。拉伸测试结果表明，随着富Ti碳化物含量的增加，合金的屈服强度和抗拉强度不断提高，延伸率呈下降趋势，当x=8时，抗拉强度从409 MPa(x=0)提升到618 MPa,同时合金能维持可应用的塑性，延伸率可达15.7%。硬度测试结果表明，随着富Ti碳化物含量的增加，合金的硬度呈上升趋势，当x=8时，硬度值为253HV0.2。原位自生富Ti碳化物产生的第二相强化、固溶强化和枝晶间片层状、网状组织的协同效应使合金强度得到提升，同时合金还保持了较好的塑性。

• 单位
  山东科技大学; 哈尔滨工业大学