论文部分内容阅读
高熵合金是近年来采用多主元混合引入“化学无序”获得的新型合金材料,其结构新颖性能独特,在硬度、抗压强度、韧性、热稳定性等方面具有潜在的显著优于常规金属特质,在许多行业中有着广阔的应用前景。然而,传统的制造技术成形高熵合金比较复杂,成形尺寸小,几何形状简单,且难以兼顾强度和韧性。这严重制约了高熵合金的工程应用。而近年来发展起来的激光选区熔化（SLM）激光3D打印技术有望解决这一问题。本文以目前已知材料中断裂韧性最高的高熵合金FeCoCrNiMn为主要研究对象,通过SLM技术,将高强度铁基非晶Fe68Mo5Ni5Cr2P12.5C5B2.5（at.%）加入高熵合金中,期望得到高强高韧复合材料。本文首先将铁基非晶粉末与高熵合金粉末混合均匀,通过选择性激光熔融（SLM）实现了混合粉末的3D打印成形,制备了复合材料的实验样品。利用X射线衍射（XRD）、差热分析法（DTA）、光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、电子背散射衍射（EBSD）、Zwick力学试验机等实验手段研究了非晶合金的添加对高熵合金性能的影响及其影响机理。结果表明,铁基非晶合金与高熵合金在高温熔化后发生熔体反应,相互扩散形成固溶体,复合材料的晶粒尺寸减小。非晶合金的加入以后的固溶强化和细晶强化作用,使得高熵合金的压缩断裂强度得到显著得提高,在铁基非晶质量分数为10%时,复合材料的断裂强度已经高于1GPa,同时断裂韧性Kj也保持在65 MPa·m1/2。铁基非晶质量分数为15%时,复合材料断裂的断裂强度达到1330Mpa,约为纯高熵的两倍。通过改变铁基非晶的含量,能够调控复合材料的力学性能,表现出非常好的工程应用前景。