一种同时提高CrMnFeCoNi高熵合金强度和塑性的方法

本发明涉及一种同时提高crmnfeconi高熵合金强度和塑性的方法，属于材料制备。

背景技术：

1、高熵合金(high-entropyalloys，简称heas)是一类新型合金材料，最初定义是由五种或五种以上主元素、含量相近、形成简单结构(密排六方、面心立方、体心立方等)的新型合金，经典的cantor合金(fecrcomnni高熵合金)就是单一fcc相结构。高熵合金的制备通常涉及高压、高温和惰性气体环境，这增加了制造成本和能源消耗。例如，采用去合金化方法的铸造工艺需要高温和惰性气氛，电沉积虽然可以在室温下进行，但产量较低，只有几毫克。一些高熵合金在室温下表现出脆性，但在低温下可能表现出更好的塑性。有些高熵合金的室温脆性可能源于晶界处的杂质偏析，例如氧杂质的偏析会削弱晶界的结合力，导致材料在室温下表现出脆性。在高熵合金中，多种不同元素在烧结制备的过程中容易产生析出相直接影响合金的力学性能，σ相和laves相的出现会使合金的组织变得粗大，大大增加该相所在区域的硬度，并使其塑性急剧下降。

2、因此，研制一种具有较好的强韧性的高熵合金材料是本领域技术人员急需解决的问题。

技术实现思路

1、为了解决现有crmnfeconi高熵合金材料存在的问题，本发明提供了一种同时提高crmnfeconi高熵合金强度和塑性的方法，具体为：将crmnfeconi高熵合金粉末与铜粉末进行球磨混合后进行预压成型，最后通过放电等离子体烧结，得到高强度和高塑性的crmnfeconi高熵合金。

2、优选的，所述crmnfeconi高熵合金粉末中包含以下质量百分比的元素：19.6％的cr、20.7％的mn、19.7％的fe、20.1％的co、19.9％的ni，所有元素的质量百分比总和为100％。

3、优选的，所述crmnfeconi高熵合金粉末与铜粉末的质量比为4:1～9:1。

4、优选的，球磨的条件为：球磨时间为5～60min，球磨气氛为氩气，球磨球为钢球，crmnfeconi高熵合金粉末与铜粉末的质量总和与钢球的质量比为3:1。

5、优选的，预压成型的压力为10～20mpa，预压成型的时间为5～20min。

6、优选的，放电等离子体烧结的条件为：抽高真空至5×10-3pa～10×10-3pa，设置升温电流为1000～3000a，升温电压为2～4v。

7、优选的，放电等离子体烧结的温度条件为：以100°/min的升温速度从室温升温至850℃～900℃，再以50°/min的升温速率升温至900℃～950℃，在900℃～950℃下保温10min，然后炉冷至60℃以下，这个过程始终保持50mpa的恒定轴向压力。

8、本发明的有益效果

9、(1)本发明将crmnfeconi高熵合金与铜粉末球磨混合通过放电等离子体烧结制备得到软硬两相均匀分布的异质结构材料，使得crmnfeconi高熵合金强度和塑性得到明显提高。

技术特征：

1.一种同时提高crmnfeconi高熵合金强度和塑性的方法，其特征在于：将crmnfeconi高熵合金粉末与铜粉末进行球磨混合后进行预压成型，最后通过放电等离子体烧结，得到高强度和高塑性的crmnfeconi高熵合金。

2.根据权利要求1所述同时提高crmnfeconi高熵合金强度和塑性的方法，其特征在于：所述crmnfeconi高熵合金粉末中包含以下质量百分比的元素：19.6％的cr、20.7％的mn、19.7％的fe、20.1％的co、19.9％的ni，所有元素的质量百分比总和为100％。

3.根据权利要求1所述同时提高crmnfeconi高熵合金强度和塑性的方法，其特征在于：所述crmnfeconi高熵合金粉末与铜粉末的质量比为4:1～9:1。

4.根据权利要求1所述同时提高crmnfeconi高熵合金强度和塑性的方法，其特征在于：球磨的条件为：球磨时间为5～60min，球磨气氛为氩气，球磨球为钢球，crmnfeconi高熵合金粉末与铜粉末的质量总和与钢球的质量比为3:1。

5.根据权利要求1所述同时提高crmnfeconi高熵合金强度和塑性的方法，其特征在于：预压成型的压力为10～20mpa，预压成型的时间为5～20min。

6.根据权利要求1所述同时提高crmnfeconi高熵合金强度和塑性的方法，其特征在于：放电等离子体烧结的条件为：抽高真空至5×10-3pa～10×10-3pa，设置升温电流为1000～3000a，升温电压为2～4v。

7.根据权利要求1所述同时提高crmnfeconi高熵合金强度和塑性的方法，其特征在于：放电等离子体烧结的温度条件为：以100°/min的升温速度从室温升温至850℃～900℃，再以50°/min的升温速率升温至900℃～950℃，在900℃～950℃下保温10min，然后炉冷至60℃以下，这个过程始终保持50mpa的恒定轴向压力。

技术总结
本发明公开了一种同时提高CrMnFeCoNi高熵合金强度和塑性的方法，属于材料制备技术领域。本发明将纯CrMnFeCoNi高熵合金粉末和铜粉进行球磨，将混合之后的粉末进行放电等离子体烧结，得到合金块体，本发明所述CrMnFeCoNi高熵合金中包括：19.6％的Cr、20.7％的Mn、19.7％的Fe、20.1％的Co、19.9％的Ni，CrMnFeCoNi高熵合金粉末和铜粉末的质量比为4:1～9:1。本发明制备得到的CrMnFeCoNi高熵合金在提高强度的同时，也很好地提高了延展性，能够满足某些特殊场合的使用需求。

技术研发人员：张梦想,朱心昆,龚玉兰
受保护的技术使用者：昆明理工大学
技术研发日：
技术公布日：2025/2/20