提高高熵合金延伸率的方法与流程

本发明实施例涉及合金制备，尤其涉及一种提高高熵合金延伸率的方法。

背景技术：

1、铁镍钴铬钼系高熵合金由于其出色的耐腐蚀性、延展性和结构稳定性成为高熵合金体系中一个重要的研究分支。主要应用于航空发动机热端部件、航天火箭发动机高温部件和工业燃气轮机等工业部门高温耐蚀部件，在国民经济和军事等领域具有重要的战略意义。在实际应用中，往往需要抵御强烈的震动、冲铆、敲击等，就需要材料具有非常优异的延伸性。目前报道的铁镍钴铬钼系高熵合金延伸率最高可达到13.5％；例如专利cn113732285b，但对于较为苛刻的工况条件还不能满足使用要求。

2、热处理工艺作为提高合金塑韧性及抗腐蚀性能、消除应力与软化不可或缺的重要手段。对于铁基、镍基等高温合金已经普遍采取热处理的方式进行提高性能，但是对于铁镍钴铬钼系高熵合金目前还没有使用热处理的方式提高其性能的相关报道。在有关铁镍钴铬钼系高熵合金的报道中，通常使用粉末冶金的制备方法，尤其是使用热等静压的制备方法，其相组成为面心立方的基体相与碳化物颗粒组成的两相结构，碳化物颗粒相起强化作用。本专利在现有铁镍钴铬钼系高熵合金的基础上，提出一种热处理方法，使得基体中除了析出碳化物外进而析出硅化物，使得碳化物与少量硅化物近似成球形，并均匀分布于基体与晶界处。增强相所占面积比例约为40％-50％。最终制得的铁镍钴铬钼系高熵合金的延伸率为15％-18％，远高于现有技术水平，满足了敲击、震荡、冲铆等特殊工况。

3、基于上述，本发明揭示一种提高高熵合金延伸率的方法，通过在现有铁镍钴铬钼系高熵合金的基础上增加热处理工艺过程，通过选用合适的热处理工艺参数，使得该高熵合金中增强相可以充分析出，最终形成碳化物与硅化物相结合的增强相，并且增强相近似球形、在基体晶界处或者基体中均匀析出，分布于晶界处的增强相可以起到钉扎作用，有效的控制晶粒生长，改善合金的塑性。增强相所占面积比例约为40％-50％。并且通过热处理过程可以有效的消除由于热等静压过程造成的内应力，最终制备的该高熵合金室温延伸率可以达到15％-18％，显著高于现有技术水平。该高熵合金可以应用于燃气轮机的高温透平端，解决了在实际安装过程中冲铆开裂等问题，填补国内空白，实现完全国产化。并且可以广泛应用于航空发动机热端部件、火箭发动机高温部件等，在我国重大装备领域、国民经济和军事等领域具有重要的战略意义。

4、因此，有必要改善上述相关技术方案中存在的一个或者多个问题。

5、需要注意的是，本部分旨在为权利要求书中陈述的本发明的技术方案提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种提高高熵合金延伸率的方法，进而至少在一定程度上解决由于相关技术的限制和缺陷而导致的一个或者多个问题。

2、本发明提供一种提高高熵合金延伸率的方法，具体按照以下步骤实施：

3、准备高熵合金，首先将高熵合金放入真空热处理炉内升温至1100℃-1200℃，保温2小时-3小时；其次将真空热处理炉内降温至750℃-850℃，保温6小时-10小时；最后将高熵合金冷却至室温并从真空热处理炉内取出。

4、本发明中，高熵合金是通过粉末冶金方法制得。

5、本发明中，高熵合金是通过热等静压方法制得。

6、本发明中，高熵合金为铁镍钴铬钼系高熵合金。

7、本发明中，铁镍钴铬钼系高熵合金的合金纯度≥99.5wt％。

8、本发明中，真空热处理炉内的真空度为1.0×10-2pa～1.0×10-3pa。

9、本发明中，真空热处理炉内升温至1100℃-1200℃时的升温速率为7℃/min-10℃/min。

10、本发明中，真空热处理炉内降温至750℃-850℃时的降温速率为3℃/min-5℃/min。

11、本发明提供的技术方案可以包括以下有益效果：

12、本发明中，通过上述方法，通过采用合适的热处理工艺参数，将现有使用粉末冶金方法，尤其是使用热等静压方法制备的铁镍钴铬钼系高熵合金进行热处理，通过热处理制备得到的该高熵合金具有以下优点：

13、(1)可使增强相充分析出，最终形成的增强相为碳化物+硅化物，增强相近似球形、在基体晶界处或者基体中均匀析出，分布于晶界处的增强相可以起到钉扎作用，有效的控制晶粒生长，改善合金的塑性；

14、(2)该增强相所占面积比例约为40％-50％，对于改善塑性具有很大的作用；

15、(3)通过热处理过程可以有效的消除由于热等静压过程造成的内应力；

16、(4)通过该方法处理的高熵合金室温延伸率可以达到15％-18％，显著高于现有技术水平。

技术特征：

1.提高高熵合金延伸率的方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：

2.根据权利要求1所述的提高高熵合金延伸率的方法，其特征在于，所述高熵合金是通过粉末冶金方法制得。

3.根据权利要求2所述的提高高熵合金延伸率的方法，其特征在于，所述高熵合金是通过热等静压方法制得。

4.根据权利要求3所述的提高高熵合金延伸率的方法，其特征在于，所述高熵合金为铁镍钴铬钼系高熵合金。

5.根据权利要求4所述的提高高熵合金延伸率的方法，其特征在于，所述铁镍钴铬钼系高熵合金的合金纯度≥99.5wt％。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的提高高熵合金延伸率的方法，其特征在于，所述真空热处理炉内的真空度为1.0×10-2pa～1.0×10-3pa。

7.根据权利要求6所述的提高高熵合金延伸率的方法，其特征在于，所述真空热处理炉内升温至1100℃-1200℃时的升温速率为7℃/min-10℃/min。

8.根据权利要求7所述的提高高熵合金延伸率的方法，其特征在于，所述真空热处理炉内降温至750℃-850℃时的降温速率为3℃/min-5℃/min。

技术总结
本发明是关于一种提高高熵合金延伸率的方法，具体按照以下步骤实施：准备高熵合金，首先将高熵合金放入真空热处理炉内升温至1100℃‑1200℃，保温2小时‑3小时；其次将真空热处理炉内降温至750℃‑850℃，保温6小时‑10小时；最后将高熵合金冷却至室温并从真空热处理炉内取出。本发明可使增强相充分析出，最终形成的增强相为碳化物+硅化物，增强相近似球形、有效的控制晶粒生长，改善合金的塑性；该增强相所占面积比例约为40％‑50％，对于改善塑性具有很大的作用；通过热处理过程可以有效的消除由于热等静压过程造成的内应力；最终制备的该高熵合金室温延伸率可以达到15％‑18％，显著高于现有技术水平。

技术研发人员：姚甜,王新锋,刘李旭,向长淑,王雷,贺卫卫,王辉
受保护的技术使用者：西安赛隆增材技术股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1