[发明专利]一种耐熔铝腐蚀的高熵合金及其制备方法

说明书

本发明公开了一种耐熔铝腐蚀的高熵合金及其制备方法，耐熔铝腐蚀的高熵合金由Al、Co、Ni、Fe、Ti和Cr进行混合并熔炼而成；其中，Al、Co、Ni、Fe、Ti和Cr的摩尔比为A1∶A2∶A3∶A4∶A5∶X；A1，A2，A3，A4，A5为0.9～1.1中的任一值；X的取值范围为0～1.5。本发明的高熵合金具有优异的耐熔铝腐蚀性能，使用寿命长。

技术领域

本发明属于耐铝液腐蚀材料领域，特别涉及一种耐熔铝腐蚀的高熵合金。

背景技术

铝及铝合金因其良好的机械性能、较高的比强度、优异的抗疲劳和耐蚀性以及良好的导电性，广泛应用于航空航天、交通、能源、电力等领域。热浸镀铝是继热浸镀锌之后发展起来的一种高效防护工艺。无论是铝的冶炼、压铸，还是热浸镀都涉及到铝液及铝合金的熔体。由于其高活性，熔铝是腐蚀性最强的金属之一。对金属及金属氧化物会造成严重的腐蚀，导致生产装备因腐蚀失效，使用寿命缩短，严重影响产品质量和生产效益，可以说，金属材料的耐铝液腐蚀问题是制约铝工业发展的关键因素。

因此，有必要制备一种耐熔铝腐蚀的高熵合金。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种耐熔铝腐蚀的高熵合金，该耐熔铝腐蚀的高熵合金易于制备，且具有优异的耐熔铝腐蚀性能。

发明的技术解决方案如下：

一种耐熔铝腐蚀的高熵合金的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：前处理步骤

将颗粒或块状的Al、Co、Ni、Fe、Ti和Cr进行清洗和干燥；

步骤2：配料步骤

按摩尔比为A1：A2：A3：A4：A5：X的比例称取Al、Co、Ni、Fe、Ti和Cr进行混合，得到混合物；

其中A1，A2，A3，A4，A5为0.9～1.1中的任一值；取值时，A1，A2，A3，A4，A5互不相干，即任意两个值可以相同或不相同；X的取值范围为0X≦1.5；

步骤3：熔炼步骤

将混合物置于非自耗真空电弧熔炼炉进行熔炼，熔炼温度范围为660～2497℃，最终形成AlCoFeNiTiCrx合金。

还包括步骤4：预氧化处理步骤；

将所述AlCoFeNiTiCrx合金放入管式炉中保温氧化50h～100h后随炉冷却以在所述AlCoFeNiTiCrx合金表面形成AlCoFeNiTiCrx合金氧化膜，其中保温氧化温度为850～900℃。

步骤1中的清洗和干燥是指：将丙酮溶液加入到装有物料的容器，利用超声波清洗15～30分钟，再向容器中加入乙醇，利用超声波清洗15～30分钟，最后将物料放在干燥箱进行干燥，物料是指Al、Co、Ni、Fe、Ti和Cr中的任一种。容器优选烧杯。

步骤2中，A1，A2，A3，A4，A5均取值为1。

步骤2中，X取值0.2、0.4、0.6、0.8、1、1.2、1.4、1.5中的任一值。

步骤3中，采用抽真空充入惰性气体并清洗的方法，保证炉腔内足够真空度使得样品不易被氧化；

所述非自耗真空电弧熔炼炉内部真空度达到3×10^-3～3×10^-2Pa时充入氩气清洗3～5次；

清洗后，再充入氩气使所述非自耗真空电弧熔炼炉内的气压保持在0.8～0.9个大气压，启动非自耗真空电弧熔炼炉进行熔炼。