wt. %的高純氬氣作為保護氣體；當爐內(nèi)壓強達到0. 06MPa時停止充氣。通過電弧熔 化所述母合金鑄錠，當該母合金鑄錠完全熔化時翻轉坩堝，把合金液澆入模具。待模具冷卻 至室溫后開模取出樣品，得到0 10X50mm的CrCoFeNiNbO. 1高熵合金。
[0029] 對該成分的合金試樣進行力學性能進行分析。實驗結果表明該新型合金在室溫下 硬度為321HV，無壓縮斷裂。
[0030] 實施例二
[0031] 本實施例是一種CrFeCoNiNbx高商合金，由Cr、Fe、Co、Ni和Nb組成；其中x= 0.1~0.8。本實施例中，吣的含量為5.9%，0、？6、(：〇和附的含量相同。0、？6、(：〇和 Ni的含量約為23. 5%;x= 0. 25。
[0032] 所述比例為摩爾百分比。
[0033] 所述Cr、Fe、Co、Ni和Nb均為純度不低于99. 9% wt%的固態(tài)純原料。
[0034] 所述CrFeCoNiNbx高商合金的制備方法為：
[0035] 步驟1 :配料，采用純度不低于99. 9%wt%的Cr、Fe、Co、Ni和Nb原料。用機械 方法除去Cr、Fe、Co、Ni和Nb表面的氧化皮，并使用工業(yè)無水乙醇超聲波清洗金屬；根據(jù) CrFeCoNiNbO. 25高熵合金的摩爾百分比精確稱量上述Cr、Fe、Co、Ni和Nb原料，各原料的 質量總和為 40g;其中Cr為 8. 36g，F(xiàn)e為 8. 98g，Co為 9. 48g，Ni為 9. 44g，Nb為 3. 74g?；?合后得到Cr、Fe、Co、Ni和Nb原料的混合物。將得到的Cr、Fe、Co、Ni和Nb原料的混合物 放入非自耗鎢極磁控電弧爐里面。
[0036] 步驟2:母合金熔煉，將非自耗鎢極磁控電弧爐工作腔抽真空至5~7Xl(T4Pa，再 通入純度為99. 99wt. %的高純氬氣作為保護氣體；當爐內(nèi)壓強達到0. 06MPa時停止充氣。 開始熔煉，首先將爐內(nèi)存有的Ti錠熔煉三遍，通過純鈦的燃燒降低真空腔內(nèi)的氧含量。在 熔煉Ti錠時，每次熔煉時間持續(xù)lmin。然后再熔煉所述單質原料的混合物，熔煉過程中開 啟電磁攪拌。熔化電流為300A，磁攪拌電流10A。待混合物全部熔化后停止熔煉，爐內(nèi)冷卻 成固態(tài)，通過機械手將母合金錠翻轉，然后接著按照同樣的方法熔煉第二遍。如此重復完成 4次熔煉后停止熔煉，獲得母合金錠。母合金鑄錠隨非自耗鎢極磁控電弧爐冷卻至室溫，然 后打開非自耗鎢極磁控電弧爐取出母合金鑄錠。
[0037] 步驟3 :澆注，將熔煉好的母合金鑄錠放在水冷銅坩堝內(nèi)，坩堝下方放置0 10X50mm的銅模澆鑄系統(tǒng)。首先對工作腔抽真空至5~7Xl(T4Pa，再通入純度為 99. 99wt. %的高純氬氣作為保護氣體；當爐內(nèi)壓強達到0. 06MPa時停止充氣。通過電弧熔 化所述母合金鑄錠，當該母合金鑄錠完全熔化時翻轉坩堝，把合金液澆入模具。待模具冷卻 至室溫后開模取出樣品，得到0 10X50mm的CrCoFeNiNbO. 25高熵合金。
[0038] 對該成分的合金試樣進行力學性能進行分析。實驗結果表明該新型合金在室溫下 硬度為414HV，抗壓強度為2024. 6MPa，相對壓縮率為38. 8 %。
[0039] 實施例三
[0040] 本實施例是一種CrFeCoNiNbx高商合金，由Cr、Fe、Co、Ni和Nb組成；其中x= 0.1~0.8。本實施例中，吣的含量為11.1%，0沖6、(：〇和附的含量相同。0沖6、(：〇和 Ni的含量約為22. 2%;x= 0? 5。
[0041] 所述比例為摩爾百分比。
[0042] 所述Cr、Fe、Co、Ni和Nb均為純度不低于99. 9%wt%的固態(tài)純原料。
[0043] 所述CrFeCoNiNbx高j：商合金的制備方法為：
[0044] 步驟1 :配料，實驗采用純度不低于99. 9%wt%的純金屬原料：Cr、Fe、Co、Ni和 Nb。用機械方法除去Cr、Fe、Co、Ni和Nb表面的氧化皮，并使用工業(yè)無水乙醇超聲波清洗金 屬；根據(jù)CrFeCoNiNbO. 5高熵合金的摩爾百分比精確稱量上述純金屬原料質量，稱量的Cr、 Fe、Co、Ni和Nb原料的質量總和為 40g;其中Cr7. 65g，F(xiàn)e8. 22g，Co8. 67g，Ni8. 63g，Nb 6. 83g?；旌虾蟮玫礁骷兘饘僭系幕旌衔?。將所述純金屬原料混合物放入非自耗鎢極磁 控電弧爐里面。
[0045] 步驟2 :母合金熔煉，將非自耗鎢極磁控電弧爐工作腔抽真空至5~7Xl(T4Pa，再 通入純度為99. 99wt. %的高純氬氣作為保護氣體；當爐內(nèi)壓強達到0. 06MPa時停止充氣。 開始熔煉，首先將爐內(nèi)存有的Ti錠熔煉三遍，通過純鈦的燃燒降低真空腔內(nèi)的氧含量。在 熔煉Ti錠時，每次熔煉時間持續(xù)lmin。然后再熔煉所述單質原料的混合物，熔煉過程中開 啟電磁攪拌。熔化電流為300A，磁攪拌電流10A。待混合物全部熔化后停止熔煉，爐內(nèi)冷卻 成固態(tài)，通過機械手將母合金錠翻轉，然后接著按照同樣的方法熔煉第二遍。如此重復完成 4次熔煉后停止熔煉，獲得母合金錠。母合金鑄錠隨非自耗鎢極磁控電弧爐冷卻至室溫，然 后打開非自耗鎢極磁控電弧爐取出母合金鑄錠。
[0046] 步驟3:澆注，將熔煉好的母合金鑄錠放在水冷銅坩堝內(nèi)，坩堝下方放置0 10X50mm的銅模澆鑄系統(tǒng)。首先對工作腔抽真空至5~7Xl(T4Pa，再通入純度為 99. 99wt. %的高純氬氣作為保護氣體；當爐內(nèi)壓強達到0. 06MPa時停止充氣。通過電弧熔 化所述母合金鑄錠，當該母合金鑄錠完全熔化時翻轉坩堝，把合金液澆入模具。待模具冷卻 至室溫后開模取出樣品，得到0 10X50mm的CrCoFeNiNbO. 5高熵合金。
[0047] 實施例四
[0048] 本實施例是一種CrFeCoNiNbx高商合金，由Cr、Fe、Co、Ni和Nb組成；其中x= 0.1~0.8。本實施例中，吣的含量為16.7%，0沖6、(：〇和附的含量相同。0沖6、(：〇和 Ni的含量約為20. 8%;x= 0. 8。
[0049] 所述比例為摩爾百分比。
[0050] 所述Cr、Fe、Co、Ni和Nb均為純度不低于99. 9%wt%的固態(tài)純原料。
[0051] 所述CrFeCoNiNbx高商合金的制備方法為：
[0052] 步驟1 :配料，實驗采用純度不低于99. 9%wt%的純金屬原料：Cr、Fe、Co、Ni和 Nb。用機械方法除去Cr、Fe、Co、Ni和Nb表面的氧化皮，并使用工業(yè)無水乙醇超聲波清洗金 屬；根據(jù)CrFeCoNiNbO. 8高熵合金的摩爾百分比精確稱量上述純金屬原料質量，稱量的Cr、 Fe、Co、Ni和Nb原料的質量總和為 40g;其中Cr6. 94g，F(xiàn)e7. 45g，Co7. 86g，Ni7. 83g，Nb 9. 92g。混合后得到各純金屬原料的混合物。將所述純金屬原料混合物放入非自耗鎢極磁 控電弧爐里面。
[0053] 步驟2 :母合金熔煉，將非自耗鎢極磁控電弧爐工作腔抽真空至5~7Xl(T4Pa，再 通入純度為99. 99wt. %的高純氬氣作為保護氣體，使爐內(nèi)壓強達到0. 06MPa時停止充氣。 開始熔煉，首先將爐內(nèi)存有的Ti錠熔煉三遍，通過純鈦的燃燒降低真空腔內(nèi)的氧含量。在 熔煉Ti錠時，每次熔煉時間持續(xù)lmin。然后再熔煉所述單質原料的混合物，熔煉過程中開 啟電磁攪拌。熔化電流為300A，磁攪拌電流10A。待混合物全部熔化后停止熔煉，爐內(nèi)冷卻 成固態(tài)，通過機械手將母合金錠翻轉，然后接著按照同樣的方法熔煉第二遍。如此重復完成 4次熔煉后停止熔煉，獲得母合金錠。母合金鑄錠隨非自耗鎢極磁控電弧爐冷卻至室溫，然 后打開非自耗鎢極磁控電弧爐取出母合金鑄錠。
[0054] 步驟3:澆注，將熔煉好的母合金鑄錠放在水冷銅坩堝內(nèi)，坩堝下方放置0 10X50mm的銅模澆鑄系統(tǒng)。首先對工作腔抽真空至5~7Xl(T4Pa，再通入純度為 99. 99wt. %的高純氬氣作為保護氣體；當爐內(nèi)壓強達到0. 06MPa時停止充氣。通過電弧熔 化所述母合金鑄錠，當該母合金鑄錠完全熔化時翻轉坩堝，把合金液澆入模具。待模具冷卻 至室溫后開模取出樣品，得到0 10X50mm的CrCoFeNiNbO. 8高熵合金。
[0055] 對該成分的合金試樣進行力學性能進行分析。實驗結果表明該新型合金在室溫下 硬度可達713HV，抗壓強度可達2504. 5MPa，相對壓縮率為13. 5%。
【主權項】
1. 一種CrFeCoNiNbx高商合金，其特征在于，由Cr、Fe、Co、Ni和Nb組成；其中x = 0.1~0.8;所述他的含量為2.4~16.7%，0{6、(：〇和附的含量相同 ；所述比例為摩爾 百分比。
2. 如權利要求1所述CrFeCoNiNbx高熵合金，其特征在于，所述Cr、Fe、Co、Ni和Nb均 為純度不低于99. 9% wt%的固態(tài)純原料。
3. -種制備如權利要求1所述CrFeCoNiNbx高j：商合金的方法，其特征在于，具體過程 是： 步驟1 :配料，用機械方法除去Cr、Fe、Co、Ni和Nb表面的氧化皮，并超聲波清洗；根據(jù) CrFeCoNiNbO. 1高熵合金的摩爾百分比精確稱量Cr、Fe、Co、Ni和Nb原料并混合，得到Cr、 Fe、Co、Ni和Nb原料的混合物；將所述Cr、Fe、Co、Ni和Nb原料混合物放入非自耗鎢極磁 控電弧爐里面； 步驟2 :母合金熔煉，將非自耗鎢極磁控電弧爐工作腔抽真空至5~7X l(T4Pa，再通入 純度為99. 99wt. %的高純氬氣作為保護氣體；當爐內(nèi)壓強達到0. 06MPa時停止充氣；開始 熔煉，首先將爐內(nèi)存有的Ti錠熔煉三遍，通過純鈦的燃燒降低真空腔內(nèi)的氧含量；在熔煉 Ti錠時，每次熔煉時間持續(xù)lmin ;然后再熔煉所述單質原料的混合物，熔煉過程中開啟電 磁攪拌；熔化電流為300A，磁攪拌電流10A ;待混合物全部熔化后停止熔煉，爐內(nèi)冷卻成固 態(tài)，通過機械手將母合金錠翻轉，然后接著按照同樣的方法熔煉第二遍；如此重復完成4次 熔煉后停止熔煉，獲得母合金錠；母合金鑄錠隨非自耗鎢極磁控電弧爐冷卻至室溫，然后打 開非自耗鎢極磁控電弧爐取出母合金鑄錠； 步驟3 :澆注，將熔煉好的母合金鑄錠放在水冷銅坩堝內(nèi)，坩堝下方放置有銅模澆鑄系 統(tǒng)；首先對工作腔抽真空至5~7X l(T4Pa，再通入純度為99. 99wt. %的高純氬氣作為保 護氣體，使爐內(nèi)壓強達到〇. 〇6MPa時停止充氣；通過電弧熔化所述母合金鑄錠，當該母合金 鑄錠完全熔化時翻轉坩堝，把合金液澆入模具；待模具冷卻至室溫后開模取出樣品，得到 CrCoFeNiNbx高摘合金。
【專利摘要】一種CrFeCoNiNbx高熵合金及其制備方法，由Cr、Fe、Co、Ni和Nb組成；其中x＝0.1～0.8；所述Nb的含量為2.4～16.7％，Cr、Fe、Co和Ni的含量相同；所述比例為摩爾百分比。本發(fā)明在Cr-Fe-Co-Ni四元合金中添加Nb元素，在單一FCC固溶體相中形成沉淀相，造沉淀強化，使該高熵合金具有面心立方結構，同時具有高硬高強度及良好的壓縮塑性，具有更好優(yōu)良力學性能。
【IPC分類】C22C1-03, C22C30-00
【公開號】CN104674103
【申請?zhí)枴緾N201510104172
【發(fā)明人】何峰, 王志軍, 李俊杰, 王錦程
【申請人】西北工業(yè)大學
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2015年3月10日