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导读
提出了粉末冶金-快速加热等温保温(PMRHI)办法，以实现半固态Al0.8Co1.5Cr0.5CuFeNi HEA的快速球化和控制固相晶粒粗化。科研了PMRHI后合金的触变行径和微观组织，探索了PMRHI后触变行径与微观组织的关系，并表征了由成份繁杂引起的多级半固态微观组织。该科研为快速球化制备细晶半固态HEAs，实现稳定的触变变形，为HEAs的力学性能提高供给了有效的策略。
基于多主成份设计思想研发的高熵合金(HEAs)拥有优异的性能和广阔的成份设计空间，被认为是极端环境下服役的候选材料。日前，对快速增长的HEAs的加工和制造的迫切需要已然显现。
半固态加工(SSP)是一种极具吸引力的金属加工成形办法，依赖于合金在固液区间的触变行径。SSP结合了固体成形和液体成形的优点，如低成形负荷，优越的近净成形能力，以及消除缺陷和加强性能的能力。自2017年首次报败兴，设计和探索出了许多半固态HEA，拥有稳定的窗口、力学性能明显改善以及灵活性的设计。
为了得到理想的半固态组织，一般需要严格掌控半固态等温时间和温度，以调节球化程度、晶粒尺寸、固液均匀性。已有报告的半固态HEAs是经过钢锭变形组织的再结晶和半固态重熔得到的，这限制了SSP的效率。基于此，哈尔滨工业大学姜巨福教授课题组尝试提出一种新的粉末冶金办法——快速加热等温保温(PMRHI)，以期大幅削弱等温处理过程的掌控，该办法适用于以BCC结构为主的高强低塑性HEAs的加工。科研成果以题为“Thixotropic deformation behavior, rapid spheroidization and solid-liquid homogenization of semi-solid Al0.8Co0.5Cr1.5CuFeNi HEA with multilevel microstructure”发布于期刊《Scripta Materialia》。
该文得到国家自然科学基金项目(52071113)帮助，第1作者为黄敏杰博士科研生。
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半固态HEA触变变形过程中存在剪切稀化效应，流动应力的双峰特征随着固粒滑移（SS）和含固粒液体流动（FLS）的进行而减弱，表现出固液均匀性和稳定的触变变形，表示了SSP在高强度HEA加工中的潜能。
固液分布均匀性能够控制液膜通道导致的空隙和热撕裂。在多层半固态组织中，凝固的液相与固相的取向关系近似为Kurdjumov-Sachs关系，固相中形成为了细小的富Al-Ni和Fe-Cr的旋节板和纳米Cu析出相。1 225 ℃/0.05 s-1的稳定触变变形后，合金力学性能明显改善。
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发表于 2024-10-10 13:11:11