一种定向凝固高熵合金FeCoNi(AlTi)0.5

本发明属于合金制备，具体涉及一种定向凝固高熵合金feconi(alti)0.5。

背景技术：

1、传统合金通常以一种元素为主要成分，性能的提高主要靠添加少量其他合金元素。根据吉布斯相规则，合金元素的过量添加会导致合金中形成一些金属间化合物。一旦形成脆性化合物，就会严重影响合金的性能，导致性能恶化。因此，在传统合金的设计理念中，当合金的性能满足应用要求时，应尽量减少合金元素的种类。

2、然而，高熵合金(heas)的设计理念与传统合金完全不同，自2004年yeh和cantor首次提出heas的概念以来，引起了世界范围内学者的广泛关注和研究兴趣。heas至少包含五种元素，每种元素的含量在5％-35％的范围内(at.％)。heas中元素的种类和含量虽然偏离了吉布斯相律，但可以抑制有害金属间化合物的形成。高熵合金有四大效应，即高熵效应，晶格畸变效应，迟滞扩散效应，“鸡尾酒”效应。在性能上，高熵合金具有许多方面的优势，包括高强度，优异的抗疲劳和断裂性、热稳定性、耐磨性、耐腐蚀性和耐辐照性等，以及其他新颖的物理性能；高熵合金在冶金材料、催化剂、航空航天材料和核材料等工程领域显示出巨大的潜力。

3、因此，开发一种高熵合金具有重要意义。

技术实现思路

1、为了达到上述目的，本发明目的在于提供一种定向凝固高熵合金feconi(alti)0.5，该定向凝固高熵合金feconi(alti)0.5是采用定向凝固的方法沿着单一方向生长的合金，解决了铸态feconi(alti)0.5高熵合金强度较低的问题；并且制备的合金塑性较好。

2、为了达到上述目的，本发明可以采用以下技术方案：

3、本发明提供一种定向凝固高熵合金feconi(alti)0.5，其制备方法包括：(1)将feconi(alti)0.5合金中各金属按照合金中各金属摩尔比换算成质量比后，分别对金属进行清洗；(2)将清洗后的各金属按照熔点高低放置于熔炼炉腔内，抽真空，充氮气，引弧；(3)引弧后熔炼母合金，将熔炼后的母合金放在吸铸模具上，加热母合金，待其完全熔化，完全熔化后冷却制得母合金棒；(4)将母合金棒进行定向凝固，定向凝固的抽拉速度为5μm/s-100μm/s，随后将母合金快速拉进ga-in-sn冷却液中。

4、本发明有益效果至少包括：本发明提供的定向凝固高熵合金feconi(alti)0.5的屈服强度可以达到1020.91mpa，抗拉强度可以达到1308.57mpa，延伸率可以达到15.67％；并且制备方法操作简单，无需冷轧热处理等工艺即可获得高强度的高熵合金材料。

技术特征：

1.一种定向凝固高熵合金feconi(alti)0.5，其特征在于，其制备方法包括：(1)将feconi(alti)0.5合金中各金属按照合金中各金属摩尔比换算成质量比后，分别对金属进行清洗；(2)将清洗后的各金属按照熔点高低放置于熔炼炉腔内，抽真空，充氮气，引弧；(3)引弧后熔炼母合金，将熔炼后的母合金放在吸铸模具上，加热母合金，待其完全熔化，完全熔化后冷却制得母合金棒；(4)将母合金棒进行定向凝固，定向凝固的抽拉速度为5μm/s-100μm/s，随后将母合金快速拉进ga-in-sn冷却液中。

2.根据权利要求1所述的定向凝固高熵合金feconi(alti)0.5，其特征在于，步骤(4)中，抽拉速度为30μm/s。

3.根据权利要求1或2所述的定向凝固高熵合金feconi(alti)0.5，其特征在于，步骤(1)中，合金中各金属原料纯度均为99.9wt.％以上。

4.根据权利要求1或2所述的定向凝固高熵合金feconi(alti)0.5，其特征在于，步骤(3)中，引弧后先熔炼钛锭，再加热熔化母合金。

5.根据权利要求1或2所述的定向凝固高熵合金feconi(alti)0.5，其特征在于，步骤(3)中，母合金需反复熔炼5次。

6.根据权利要求4所述的定向凝固高熵合金feconi(alti)0.5，其特征在于，步骤(3)中，引弧后先熔炼钛锭，再加热熔化母合金。

7.根据权利要求1、2或6所述的定向凝固高熵合金feconi(alti)0.5，其特征在于，步骤(4)中，定向凝固的拉样距离为60mm。

8.根据权利要求1、2或6所述的定向凝固高熵合金feconi(alti)0.5，其特征在于，步骤(3)中，吸铸后的母合金棒直径为8mm，且长度为90mm。

9.根据权利要求1、2或6所述的定向凝固高熵合金feconi(alti)0.5，其特征在于，步骤(4)中，母合金以15000μm/s的抽拉速度拉进ga-in-sn冷却液中。

技术总结
本发明属于合金制备技术领域，具体涉及一种定向凝固高熵合金FeCoNi(AlTi)<subgt;0.5</subgt;。其制备方法包括：(1)将FeCoNi(AlTi)<subgt;0.5</subgt;合金中各金属按照合金中各金属摩尔比换算成质量比后，分别对金属进行清洗；(2)将清洗后的各金属按照熔点高低放置于熔炼炉腔内，抽真空，充氮气，引弧；(3)引弧后熔炼母合金，将熔炼后的母合金放在吸铸模具上，加热母合金，待其完全熔化，完全熔化后冷却制得母合金棒；(4)将母合金棒进行定向凝固，定向凝固的抽拉速度为5μm/s‑100μm/s，随后将母合金快速拉进Ga‑In‑Sn冷却液中。该合金的屈服强度可以达到1020.91MPa，抗拉强度可以达到1308.57MPa，延伸率可以达到15.67％。

技术研发人员：李喜,吕青芸,田园,侯龙,余兴
受保护的技术使用者：上海大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14