[发明专利]一种调控(FeCoNiCrAlCu)p

说明书

本发明提供了一种调控(FeCoNiCrAlCu)_p/2024A1复合材料界面的方法，属于金属材料冶金及热处理技术领域。本发明将(FeCoNiCrAlCu)_p/2024A1复合材料块体母材放入微波烧结炉中，采用微波烧结工艺进行固溶处理与时效处理，通过热处理促进材料界面扩散，调控界面特性，从而调控扩散层的厚度和界面力学性能，提高复合材料的强韧性。

技术领域

本发明属于金属材料冶金及热处理技术领域，涉及高熵合金颗粒增强铝基复合材料的界面调控的热处理方法，尤其是调控(FeCoNiCrAlCu)_p/2024A1复合材料界面的热处理方法。

背景技术

高熵合金是一种全新的合金体系，其显微结构独特、硬度强度高、高温热稳定性能好。且由于金属-金属间具有天然的界面结合特性，高熵合金与铝合金基体间的界面润湿性与界面相容性好，若采用高熵合金作为复合相来增强铝合金，并通过对界面特征的调控，将可实现复合材料强度和塑性的同时提高，在汽车、航空航天等领域具有广泛的应用前景。

微波加热是通过金属内部材料吸收微波，将其转换成热能，同时外部高介电损耗SiC坩埚通过热辐射对材料加热，所以材料整体几乎同时升温，温度梯度相较于其它加热方式更小，加热速度更快，以致晶粒在热处理时不至于过分长大。同时得益于微波加热产生的电磁力，可使强化相的分布更加弥散。

高熵合金强化铝基复合材料中强化颗粒和基体之间溶质浓度差异大，能够促进两者之间元素的相互扩散，且Al元素的含量最多，固溶处理时其活性最大，更有利于扩散，Al与Ni 的混合焓为-22KJ/mol，两者容易结合，同时Cu元素容易形成偏聚，因此在复合材料界面会形成由Al、Ni、Cu等元素构成的微米级的相互扩散层。

增强体和基体之间的载荷通过界面传递。然而，目前科研工作者多采用提高强韧性的措施是优化强化颗粒的种类和性能，对界面特征的调控较为缺乏，无法使复合材料界面的结合强度和厚度达到理想状态，往往导致高熵合金强化铝基复合材料强韧性的潜能不能充分发挥。

鉴于此，为调控高熵合金颗粒增强铝基复合材料的界面特征，从而进一步提高复合材料的强韧性，本发明基于热处理制度、颗粒/基体界面特征和力学性能间的内在联系，提出了一种调控(FeCoNiCrAlCu)_p/2024A1复合材料界面的热处理方法。

发明内容

本发明针对高熵合金颗粒增强铝基复合材料的界面调控和改善问题，提出一种调控 (FeCoNiCrAlCu)_p/2024A1复合材料界面的方法，将制备好的(FeCoNiCrAlCu)_p/2024A1复合材料块体母材放入微波烧结炉中，采用微波烧结工艺进行固溶处理与时效处理，通过热处理促进材料界面扩散，调控界面特性，从而调控扩散层的厚度和界面力学性能，提高复合材料的强韧性。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

一种调控(FeCoNiCrAlCu)_p/2024A1复合材料界面的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将(FeCoNiCrAlCu)_p/2024A1块体复合材料放入加热设备中进行加热，于470-500℃保温5-8h，然后快速冷却至室温，完成固溶处理；

2)将固溶处理后的复合材料再次放入加热设备中加热、于160-190℃保温9-12h，然后缓慢冷却至室温，完成时效处理。

优选地，(FeCoNiCrAlCu)_p/2024A1块体复合材料中FeCoNiCrAlCu高熵合金复合相的质量分数为10-25wt.％。

优选地，步骤1)中的固溶处理是在氮气保护环境下进行的，热处理加热方式为微波加热。