激光熔化沉积陶瓷添加对CrMnFeCoNi高熵合金组织与力学性能的影响

来源 :新疆大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lingqiuyi
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
激光熔化沉积技术(Laser melting deposition,LMD)为以CrMnFeCoNi为代表的面心立方体系高熵合金构件均匀化成型提供了一种新的技术方案,但该合金体系屈服强度较低,严重制约了其打印件的应用,因此需要寻找提升面心立方体系高熵合金打印件强度的方法。本文采用激光熔化沉积技术制备了添加不同Ti C和Ti N含量的CrMnFeCoNi基高熵合金复合材料,利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电镜(TEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射(XRD)、力学拉伸等分析手段分析和研究了陶瓷颗粒添加对CrMnFeCoNi高熵合金微观组织结构和力学性能的影响规律,得到如下结果:XRD测试结果表明,由于高熵效应,LMD所制备的CrMnFeCoNi高熵合金由FCC结构的单相固溶体组成,而添加Ti C和Ti N的CrMnFeCoNi基复合材料由FCC结构的基体相以及Ti C/Ti N陶瓷相组成。在低激光功率(800W)LMD制备条件下得到的CrMnFeCoNi样品在(200)方向显示出明显的择优取向,增加激光功率与添加Ti C陶瓷相均能起到降低择优取向、提高各向同性的作用。SEM与EDS测试结果表明,添加2.5wt.%和5wt%的Ti C以及2.5wt.%的Ti N陶瓷颗粒都能均匀弥散分布在高熵合金基体中,但当添加量达到5wt%时Ti N颗粒在合金基体中发生团聚。微观组织观察结果表明,低激光功率下所制备的CrMnFeCoNi高熵合金主要由粗大的柱状晶组成,提高激光功率和Ti C相的添加量,促进合金内部柱状晶向等轴晶转变(CET),并起到细化晶粒的作用,而添加Ti N的复合材料主要由细长的柱状晶组成。不同温度下的静态力学拉伸测试结果均表明,Ti C和Ti N陶瓷相的添加都能够有效提升CrMnFeCoNi高熵合金的拉伸强度。进一步对拉伸断口的SEM分析表明,Ti C和Ti N陶瓷相在高熵合金复合材料变形过程中阻碍滑移带的扩展,达到了提升合金拉伸强度的目的。以上研究表明,LMD过程中,Ti C在高熵合金基体中分布比Ti N更为均匀,对CrMnFeCoNi高熵合金的强化作用更明显。综上,我们利用LMD技术成功制备了陶瓷颗粒增强CrMnFeCoNi高熵合金基复合材料,得到的合金具有组织成分均匀,晶粒细小,陶瓷强化相分布弥散等特点。目前的工作为强化FCC体系高熵合金力学性能提供了新的方法和重要途径,具有重要的研究意义。
其他文献
极寒环境下船舶用低温钢要求钢材具有优异的强韧性能匹配和良好的裂纹止裂能力。本文采用某钢厂试轧生产的EH40和EH47级别船板钢,重点研究了试验钢低温韧性的影响因素,并对裂纹止裂机理进行了详细的分析。论文主要工作如下:(1)利用热模拟实验机,测定高温奥氏体在900℃时分别经未变形和30%变形后的CCT曲线。结果显示,未变形时,在较低冷速下,显微组织主要是多边形铁素体、铁素体和极少量的珠光体组织;在2
生活垃圾焚烧发电厂所焚烧的固体废物具有成分复杂,重金属含量高等特点,其焚烧后所产生的生活垃圾焚烧飞灰具有颗粒小,比表面积大,易浸出和释放重金属等特点。如果处置不当将对周边人群和生态环境造成巨大的危害。由于飞灰中大量碳酸盐和碱性氧化物的存在导致其具有较强的酸缓冲能力和较高的p H值,不利于电动去除过程中重金属的析出和迁移。本文在传统电动去除技术的基础上,提出了酸预处理强化电动去除技术,系统地比较了不
在全球环境污染和能源危机的背景下,各国加大了电动汽车(Electric Vehicle,EV)为代表的一系列新能源汽车的推广力度,电动汽车的渗透率日渐上升,逐渐取代部分传统能源汽车。电动汽车由于自身行驶特性,其充电负荷的随机性和间歇性会给电网的稳定性产生冲击;同时由于电动汽车的储能特性,也给电网的调度运行带来了新的机遇。针对上诉问题,各界学者对电动汽车的行驶特性进行建模,在此基础上研究电动汽车充电
近来,随着国家经济快速发展,土地资源越来越珍贵的当下,高层建筑的需求日益增长,使得人们开始追逐更高的建筑高度,更优的建筑性能的,与此同时也对剪力墙的各项性能指标有更高的需求。为此,近年来关于钢板组合剪力墙的研究越来越多,因为这种剪力墙可以较好满足对剪力墙更好性能指标的需求。钢板组合剪力墙按照钢板布置方式、连结件形式等有诸多分类,而目前在国内广泛应用的一种钢板组合剪力墙是多腔外包钢板混凝土剪力墙,不
在地球上,海洋作为一种清洁可再生的能源,约占地球表面积的71%,其总面积约为3.6亿平方公里,所蕴藏的能量是最为丰富的能源之一。电磁感应发电机(EMG)作为传统的波浪能采集技术,在收集低频波浪能时有着很大的局限性,摩擦电纳米发电机(Triboelectric Nanogenerator TENG),作为一种全新的能量收集器件,可以把无规律、低频率的机械能转换为电能。TENG和EMG可以优势互补,因
中庭作为商业综合体建筑的重要组成部分,在中庭设计过程中需要兼顾建筑外立面效果与室内自然采光的需要,故采光中庭大多采用透明玻璃作为采光顶材料,营造良好的光环境的同时致使大量太阳辐射进入室内,另一方面,人员和设备的散热在中庭烟囱效应的作用下,热空气在中庭顶部聚集,中庭顶部空间周围人员活动区的温度大于规范限定值,热舒适性变差。本文将针对这一现象,在既有研究的基础上,对中庭热环境及空调系统运行进行研究,提
伴随着煤矿资源的日益减少以及煤矿开采深度增加,这对于煤矿企业安全高效节能生产提出了更高的要求。一直以来煤与瓦斯突出都是煤矿开采中不可忽视的重大隐患。对于有煤与瓦斯突出危险性的煤岩体,注水增透技术是一个有效降低煤与瓦斯突出危险性的一个有效手段。这也为瓦斯高效抽采提供了可能性。本文以川南矿区杉木树煤矿为背景,现场地应力测试,理论分析、数值模拟最后结合实际工程应用等方法,研究了杉木树煤矿N30采区N30
目的研究MPA(Microscopic Polyangiitis,显微镜下多血管炎)伴肺损害的临床特征及影响预后的因素,旨在提高对本病的认识。方法收集2010年1月1日至2018年12月31日期间于我院诊断为MPA的81例患者,采集一般资料、临床症状、BVAS(Birmingham vasculitis activity score,伯明翰系统性血管炎活动评分)[1]、实验室检查、胸部影像学、组织
紫外非线性光学材料在工业加工、信息技术等领域具有重要作用。磷酸盐非线性光学材料具有较低的紫外/深紫外截止边、相对较大的倍频效应等引起人们广泛关注。但另一方面,其双折射率相对较小。如何获得截止边-倍频效应-双折射率平衡的紫外非线性光学材料,成为目前研究的热点领域。本论文简要回顾了非线性光学的研究现状和一些常见的非线性光学材料的基本特性。此外,也简单评述了密度泛函理论的基本思想以及常见计算软件的使用方
随着全球变暖和能源危机日益加剧,低碳经济、绿色经济成为了我国经济发展的必然要求。从企业的角度来说,为了达到节能减排的目的,再制造技术是生产制造业实现可持续发展的最佳选择之一。相对于新品而言,增加再制品的生产更有利于实现减排的目标。然而,随着企业间竞争的加剧,许多原始设备制造商(Original Equipment Manufacturer,OEM)不得不将主要精力放在提高核心竞争力上,而将废旧产品