CuCrFeNiMn高熵合金的力学性能和耐腐蚀性能研究
本文采用非自耗真空电弧熔炼炉制备了CuCr2Fe2Ni2Mn2Tix，CuCryFe2Ni2Mn2和CuxCr2Fe2NiyMn2三个系列的高熵合金。采用X射线衍射分析仪(XRD)进行物相分析，扫描电子显微镜(SEM)进行微观组织观测。采用维氏硬度计测量高熵合金的硬度。通过浸泡腐蚀实验、动电位极化曲线测试研究了三种合金体系在不同浓度的硝酸溶液和5％碳酸钠溶液的耐蚀性能，采用SEM和金相显微镜等手段对腐蚀表面进行观察与分析，并和1Cr18Ni9Ti不锈钢相比，研究发现:
CuCr2Fe2Ni2Mn2Tix(x=0，0.2，0.4，0.6)高熵合金系统的铸态组织均为简单的FCC+BCC固溶体的混合结构。CuCr0.5Fe2Ni2Mn2， CuCrFe2Ni2Mn2和CuxCr2Fe2NiyMn2(x=0.3，0.5y=2，2.5，3)合金均为单一的FCC固溶体结构。
CuCr2Fe2Ni2Mn2Tix高熵合金具有较高的硬度，硬度值从x=0的249HV增加到x=0.6时的316HV。随着Cr含量的增加，CuCryFe2Ni2Mn2高熵合金的硬度逐渐增加。CuxCr2Fe2NiyMn2高熵合金的硬度均小于200HV，并且随着Nieq的增加而减小，随着Creq的增加而增加。
在30％硝酸溶液中，加入Ti元素后，CuCr2Fe2Ni2Mn2Tix合金的腐蚀速率大于CuCr2Fe2Ni2Mn2合金。不管是在30％，10％，8％的硝酸溶液中，还是在5％碳酸钠溶液中，三种CuCryFe2Ni2Mn2高熵合金的耐蚀性能总是低于1Cr18Ni9Ti不锈钢。但随着Cr含量的提高，高熵合金的腐蚀速率逐渐减小。
降低Cu含量，增加Ni含量有利于改善高熵合金的耐蚀性能。无论在30％浓硝酸溶液中，还是在8％，10％，12％三种稀硝酸溶液中，CuxCr2Fe2NiyMn2高熵合金体系中的具有较高Cu含量的T5，T6合金总是具有最差的耐蚀性能，而具有最低Cu含量，最高Ni含量的T3合金具有最高的耐蚀抗力，腐蚀抗力基本与1Cr18Ni9Ti不锈钢相当。在5％碳酸钠溶液中的浸泡实验显示，CuxCr2Fe2NiyMn2高熵合金和1Cr18Ni9Ti不锈钢均没有质量的损失，都表现很好的耐腐蚀性能。
CuCrFeNiMn高熵合金;力学性能;耐腐蚀性;铸态组织;混合结构
郑州大学
硕士
材料物理与化学
刘忠侠
2013
中文
TG139.8;TG113.2
71
2013-10-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）