[发明专利]一系列FeCoCrNiW(VC)X

说明书

本发明属于高熵合金技术领域，具体涉及到一系列FeCoCrNiW(VC)_x高熵合金的制备及其沉淀强化工艺。高熵合金的材料的成分为(FeCoCrNiW)_100‑x(VC)_x，(x＝0,0.5,1at％)。具体的制备步骤：1)分别称取原材料粉末，对称取的原料进行湿磨、混合与干燥处理；2)通过粉末压样机用长条形模具压成条形粉块；3)然后采用非自耗真空熔炼炉对材料进行多次熔炼；4)依次对铸锭进行全固溶处理和半固溶与沉淀强化处理。相比于其他传统高熵合金，本发明制备的FeCoCrNiW(VC)_x高熵合金，通过双固溶处理后析出大量纳米级沉淀相，得到了组织均匀细小，且强硬度高、塑韧性好的高熵合金。弥补了传统合金的不足，可应用于机械加工领域。

本发明属于高熵合金技术领域，尤其涉及一系列 FeCoCrNiW(VC)_x高熵合金的制备及其沉淀强化工艺。

背景技术

高熵合金(High Entropy Alloy)是20世纪90年代提出的一种新的合金设计理念，又称为高混乱度合金，有别于传统的单元或多元合金，它是有五种或者五种以上的主元、每种主元的含量为5％～35％的一类新型合金。突破了传统金属材料的设计局限，可以通过合理的成分设计来获得具有高强度、高硬度，良好耐磨性、耐腐蚀性与抗疲劳性，优异的低温和高温力学性能等，具有非凡的应用潜力和开发潜能。但亟需进一步提高其强韧性，拓宽其应用范围。高熵合金具有四大效应，分别为：高熵效应、晶格畸变效应、、缓慢扩散效应、鸡尾酒效应。具体表现为在热力学上的高熵效应、结构上的晶格畸变效应、动力学上的缓慢扩散效应以及性能上的鸡尾酒效应。容易获得结构简单、热稳定性高的固溶体相和纳米结构甚至非晶结构。

同时，传统高熵合金在性能方面存在很大的缺口，例如：难加工、韧性差、强硬度不足、高温性能不好、不耐磨损等等。针对以上的种种问题，最几年来，人们采用固溶强化、加工硬化、沉淀强化以及第二相强化的方式对高熵合金的性能进行调整和改善。如CN110592457A中采用14组元稀土元素组成的密排六方结构高熵合金，虽然稀土元素的添加，促进了基体的固溶强化作用，在性能上得到了一定的改善，但是其硬度和拉伸性能却远不如传统高熵合金。又如CN110983114A添加氮化物来改善高熵合金的性能，加入了均匀化退火、锻造以及热处理的工艺过程，保证了固溶强化、细晶强化以及位错强化的同时进行，析出的纳米级氮化物也实现了对强韧性的优良组合，但是，长时间的高温处理，使得合金容易出现偏析，而导致氧化开裂的可能，影响性能。CN110284042A中 (Fe₅₀Mn₂₅Co₁₀Cr₁₅)_0.98CMo高熵合金板材利用冶炼、热轧、固溶处理、冷轧实现了高熵合金的高塑性性能，塑性优于市面上所有传统高熵合金，同时，也相应的提升了抗腐蚀与耐磨性。但是，其强度、硬度的不足也局限了其高熵合金的适用范围。

本发明提出的一系列FeCoCrNiW(VC)_x高熵合金，利用双固溶沉淀强化处理对高熵合金的性能进行进一步的优化，整套工艺流程由配粉、球磨、干燥、压制、熔炼、全固溶处理和半固溶沉淀强化处理等步骤组成，不需要热加工变形即可实现材料组织的细化，具有流程短、污染小、能耗少、生产效率高等特点。同时，通过全固溶处理和半固溶-沉淀强化处理的高熵合金，具有均匀细小的组织，同时析出了大量纳米级沉淀强化相，大幅度的提高了材料的强韧性同时又兼具优异的高温抗氧化和耐磨性能，具有很大的发展潜力和研究价值。

发明内容

本发明的目的在于开发出一系列组织均匀细小，且强硬度高、塑韧性好的FeCoCrNiW(VC)_x高熵合金。

本发明是通过如下步骤实现的：

步骤1：混合粉料制备