本發(fā)明涉及高熵合金，更具體的說是涉及一種強(qiáng)塑性耐高溫高熵合金及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、公開該背景技術(shù)部分的信息僅僅旨在增加對(duì)本發(fā)明的總體背景的理解，而不必然被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已經(jīng)成為本領(lǐng)域一般技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

2、高熵合金作為最近十幾年快速發(fā)展起來的一類具有顛覆傳統(tǒng)合金設(shè)計(jì)理念的新型多主元合金，打破了傳統(tǒng)合金以一種或兩種金屬元素為主，并通過添加特定的少量其他元素來獲得不同性能的模式，而是由四種或四種以上的主要元素以等原子比或近等原子比混合而成，因此可具有許多獨(dú)特且優(yōu)異的性能特點(diǎn)，如高硬度、高強(qiáng)度、高溫穩(wěn)定、耐磨損、耐腐蝕等。cocrfeni合金因其優(yōu)異的塑性受到廣泛關(guān)注，是目前研究最多的高熵合金，但由于強(qiáng)度低、硬度和耐磨性差等問題，其工程應(yīng)用受到限制。

3、螺栓作為一種關(guān)鍵連接件，被廣泛應(yīng)用于工程領(lǐng)域。但是由于本身組織和工藝的問題，在運(yùn)行過程中由于性能和環(huán)境的雙重作用常產(chǎn)生裂紋、斷裂等缺陷，帶來重大安全隱患。

4、因此，需要開發(fā)一種強(qiáng)塑性、高強(qiáng)度和耐高溫的新型高熵合金，應(yīng)用于電網(wǎng)螺栓零部件，解決電網(wǎng)螺栓運(yùn)行過程中帶來的安全問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種強(qiáng)塑性耐高溫高熵合金及其制備方法。

2、本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

3、本發(fā)明第一方面，提供一種強(qiáng)塑性耐高溫高熵合金，由co、cr、v、fe、ni和b組成，元素組成為cocrvxfeniby，其中0.1≤x≤1，0.1≤y≤1。

4、本發(fā)明提供的cocrvxfeniby高熵合金在cocrfeni基體中引入了v元素和b元素改善基體結(jié)果的組織結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生的固溶強(qiáng)化、第二相強(qiáng)化作用大大提高了合金的強(qiáng)度，展現(xiàn)出良好的強(qiáng)塑性匹配；同時(shí)在高溫退火后，合金的組織和性能都未產(chǎn)生明顯變化，展現(xiàn)出優(yōu)異的高溫穩(wěn)定性。

5、本發(fā)明第二方面，提供一種如第一方面所述的強(qiáng)塑性耐高溫高熵合金的制備方法，包括：

6、(1)按照目標(biāo)摩爾比，稱取co原料、cr原料、v原料、fe原料、ni原料和b原料并混合；

7、(2)將步驟(1)得到的混合料放入中頻感應(yīng)爐中進(jìn)行熔煉，熔化均勻后澆注到坩堝中冷卻凝固。

8、本發(fā)明提供的制備方法簡單、實(shí)用性強(qiáng)，易于推廣，且可得到公斤級(jí)的合金鑄錠。

9、第三方面，本發(fā)明提供了一種如第一方面所述的強(qiáng)塑性耐高溫高熵合金應(yīng)用于電網(wǎng)螺栓。

10、第四方面，本發(fā)明提供了一種高熵合金電網(wǎng)螺栓，由第一方面所述的強(qiáng)塑性耐高溫高熵合金制成。

11、本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式至少具有以下有益效果：

12、(1)本發(fā)明以摩爾比為1:1:1:1的co、cr、fe、ni組成的基體合金，首次加入金屬元素v和非金屬元素b，并進(jìn)一步限定v對(duì)應(yīng)的化學(xué)計(jì)量比0.1≤x≤1，b對(duì)應(yīng)的化學(xué)計(jì)量比0.1≤y≤1，使得本申請(qǐng)所述高熵合金不僅具有良好力學(xué)性能，優(yōu)異的強(qiáng)塑性匹配和高強(qiáng)度，同時(shí)良好的高溫穩(wěn)定性，可用于電網(wǎng)螺栓部件的制備。

13、(2)本發(fā)明采用中頻感應(yīng)爐熔煉法實(shí)現(xiàn)了新型合金鑄錠的制備，且組織均勻，性能穩(wěn)定，其中制得公斤級(jí)合金鑄錠，且制備方法簡單、實(shí)用性強(qiáng)，易于推廣。

技術(shù)特征：

1.一種強(qiáng)塑性耐高溫高熵合金，其特征在于，由co、cr、v、fe、ni和b組成，元素組成為cocrvxfeniby，其中0.1≤x≤1，0.1≤y≤1。

2.如權(quán)利要求1所述的強(qiáng)塑性耐高溫高熵合金，其特征在于，0.1≤x≤0.5，0.1≤y≤0.5；

3.一種如權(quán)利要求1或2所述的強(qiáng)塑性耐高溫高熵合金的制備方法，其特征在于，包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述原料的純度≥99.99wt％。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述混合前，對(duì)co原料、cr原料、v原料、fe原料、ni原料和b原料分別進(jìn)行超聲清洗，烘干。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述超聲清洗的溶劑為無水乙醇，超聲清洗的時(shí)間為6～8min。

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所述熔煉前中頻感應(yīng)爐抽真空至1～2×10-3pa后，再反沖氬氣至0.06～0.08mpa，通電，然后升溫至300℃，預(yù)熱5～8min，預(yù)熱后緩慢升溫至原料完全熔化，保溫10～15min。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所述熔煉的電流為400-600a。

9.一種如權(quán)利要求1或2所述的強(qiáng)塑性耐高溫高熵合金應(yīng)用于電網(wǎng)螺栓。

10.一種高熵合金電網(wǎng)螺栓，其由權(quán)利要求1或2所述的強(qiáng)塑性耐高溫高熵合金制成。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種強(qiáng)塑性耐高溫高熵合金及其制備方法，由Co、Cr、V、Fe、Ni和B組成，元素組成為CoCrV<subgt;x</subgt;FeNiB<subgt;y</subgt;，其中0.1≤x≤1，0.1≤y≤1。所述制備方法包括，(1)按照目標(biāo)摩爾比，稱取Co原料、Cr原料、V原料、Fe原料、Ni原料和B原料并混合，(2)將步驟(1)得到的混合料放入中頻感應(yīng)爐中進(jìn)行熔煉，熔化均勻后澆注到坩堝中冷卻凝固。本發(fā)明提供的高熵合金不僅具有良好力學(xué)性能，優(yōu)異的強(qiáng)塑性匹配和高強(qiáng)度，同時(shí)良好的高溫穩(wěn)定性，可用于電網(wǎng)螺栓部件的制備。

技術(shù)研發(fā)人員：魏祥賽,邱揚(yáng),劉廣興,邵明星,姜波,蒲英俊,崔偉壇,馮云國,李圣爭(zhēng),朱廣棟,付天孟,張瑞峰,張洋,李志明,孫偉,關(guān)洪光,李新梅
受保護(hù)的技術(shù)使用者：國網(wǎng)山東省電力公司電力科學(xué)研究院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/26