[发明专利]强韧型高熵合金成形结构及其制备方法

说明书

本发明公开了一种强韧型高熵合金成形结构及其制备方法，该强韧型高熵合金成形结构是由粒度区间为50～150μm的气雾化Al_0.4CoCu_0.6NiSi_0.2高熵合金粉末采用激光熔覆成形技术制备得到，具体制备方法包括：①基体准备；②粉末准备；③激光熔覆成形制备强韧型高熵合金成形结构；激光熔覆成形过程采用的主要工艺参数为：光斑直径为4.5mm，送粉速率为25g/min，激光功率为2600W，扫描速度为12mm/s。本发明制得的高熵合金成形结构具有较高的强度和较好的塑性，在不经过热处理的情况下即能够实现强塑性平衡，而且尺寸相对较大。

技术领域

本发明属于高熵合金增材再制造技术领域，具体涉及一种强韧型高熵合金成形结构及其制备方法。

背景技术

高熵合金是突破传统合金设计概念，由多种主元组成的高混合熵固溶体合金，由于高强度、高硬度、耐磨、耐蚀等优异综合性能，其具有很好的潜在工程应用价值。

目前所研究的高熵合金大部分为真空电弧熔炼块体，合金尺寸有限，且许多高熵合金强度高、塑性差或者塑性好、强度低，许多学者选择对其压缩力学性能研究，这在一定程度上限制了其工程应用，因而，制备大尺寸高熵合金块体、开展拉伸力学性能测试并实现其强塑性平衡对于高熵合金的工程应用非常重要。

当前已有部分学者采用元素添加、共晶高熵合金、控制凝固过程、机械轧制和热处理等实现了高熵合金强塑性平衡。然而，上述过程制备的大部分为尺寸相对较小的块体（参见文献3、4）。

近年来，虽然已有少量学者制备了尺寸相对较大的高熵合金增材制造成形结构并对其拉伸力学性能研究（参见文献1、2），然而，上述高熵合金增材制造成形结构均需通过热处理来实现其强塑性平衡，这在一定程度上限制了高熵合金的高效、快速增材制造成形工程应用。

文献1：Yevgeni Brif等，“The use of high-entropy alloys in additivemanufacturing”，《Scripta Materialia》2015年第99期，第93-96页。

文献2：中国专利文献CN107900335A。

文献3：中国专利文献CN109234604A。

文献4：中国专利文献CN109266945A。

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题，提供一种不经热处理就能够实现强塑性平衡且尺寸相对较大的强韧型高熵合金成形结构及其制备方法。

实现本发明目的的技术方案是：一种强韧型高熵合金成形结构，它是由粒度区间为50～150μm的气雾化Al_0.4CoCu_0.6NiSi_0.2高熵合金粉末采用激光熔覆成形（Lasercladding forming, LCF）技术制备得到。

上述强韧型高熵合金成形结构的制备方法，具有以下步骤：

①基体准备。

②粉末准备。

③激光熔覆成形制备强韧型高熵合金成形结构。

上述步骤①的基体准备是采用45号钢作为基体，依次用200#、400#、800#砂纸磨掉其表面的氧化皮，接着分别用丙酮和酒精反复清洗表面，最后烘干，封装，待用。

上述步骤②的粉末准备采用的是气雾化快速凝固技术制备的Al_0.4CoCu_0.6NiSi_0.2高熵合金粉末，其粒度区间为50～150μm。

上述步骤③的激光熔覆成形采用的成形路径为常规“交错式”成形路径。