高熵合金颗粒增强钛合金复合材料摩擦磨损行为研究

合集下载

AlCrNiFeTi高熵合金涂层的电火花沉积制备与摩擦磨损性能

AlCrNiFeTi高熵合金涂层的电火花沉积制备与摩擦磨损性能

第 1 期第 183-192 页材料工程Vol.52Jan. 2024Journal of Materials EngineeringNo.1pp.183-192第 52 卷2024 年 1 月AlCrNiFeTi 高熵合金涂层的电火花沉积制备与摩擦磨损性能Preparation and frictional wear property of AlCrNiFeTi high -entropy alloy coatings by electric spark deposition张建斌1,2*,南志远1,2,朱程1,2,郭鑫1,2(1 兰州理工大学 省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室,兰州 730050;2 兰州理工大学 材料科学与工程学院,兰州 730050)ZHANG Jianbin 1,2*,NAN Zhiyuan 1,2,ZHU Cheng 1,2,GUO Xin 1,2(1 State Key Laboratory of Advanced Processing and Recycling of Nonferrous Metals ,Lanzhou University of Technology ,Lanzhou 730050,China ;2 School of Materials Science and Engineering ,Lanzhou University of Technology ,Lanzhou 730050,China )摘要:采用真空电弧熔炼法制备直径为7 mm AlCrNiFeTi 高熵合金(high -entropy alloy ,HEA )作为电极,使用电火花沉积技术在304不锈钢表面成功制备了AlCrNiFeTi 高熵合金涂层。

通过XRD 、OM 、EDS 、SEM 、显微硬度计、摩擦磨损试验机对涂层的微观组织结构和摩擦磨损性能进行研究。

结果表明,AlCrNiFeTi 电极与涂层均以BCC1和BCC2简单固溶体为主,电极微观组织结构呈典型的树枝晶。

《Ni-Cr-Fe-Al-Ti系高熵合金的纳米析出强化及其力学行为研究》

《Ni-Cr-Fe-Al-Ti系高熵合金的纳米析出强化及其力学行为研究》

《Ni-Cr-Fe-Al-Ti系高熵合金的纳米析出强化及其力学行为研究》篇一一、引言随着现代科技的发展,高熵合金作为一种新型的金属材料,由于其具有高强度、高硬度、良好的耐腐蚀性和优异的机械性能等特性,已逐渐成为材料科学研究的重要方向。

Ni-Cr-Fe-Al-Ti系高熵合金作为其中的一种,因其优异的综合性能在航空、航天、汽车等领域有着广泛的应用前景。

然而,如何进一步提高其性能,尤其是强化其力学性能,一直是该领域研究的热点问题。

本研究主要探讨了Ni-Cr-Fe-Al-Ti系高熵合金的纳米析出强化及其力学行为。

二、Ni-Cr-Fe-Al-Ti系高熵合金的纳米析出强化纳米析出强化是一种有效的强化手段,通过在合金中引入纳米尺度的第二相粒子,以增强合金的力学性能。

对于Ni-Cr-Fe-Al-Ti系高熵合金,其纳米析出相的形成与分布对合金的力学性能有着重要影响。

研究发现在适当的热处理条件下,Ni-Cr-Fe-Al-Ti系高熵合金中可形成稳定的纳米级析出相。

这些析出相通常是富集某些元素的固溶体,其形成机制为非均匀形核和扩散控制的过程。

纳米析出相的形成不仅提高了合金的硬度、强度和耐磨性,而且对合金的塑性和韧性也有一定的改善作用。

三、Ni-Cr-Fe-Al-Ti系高熵合金的力学行为研究Ni-Cr-Fe-Al-Ti系高熵合金的力学行为主要表现在其强度、硬度、塑性和韧性等方面。

研究表明,通过合理的成分设计和热处理工艺,可以显著提高该合金的力学性能。

在拉伸过程中,该合金表现出较高的强度和良好的塑性。

同时,由于纳米析出相的存在,合金的硬度也得到了显著提高。

此外,该合金还具有优异的抗疲劳性能和抗冲击性能。

在高温环境下,该合金仍能保持良好的力学性能,具有优异的高温稳定性。

四、结论本研究通过实验和理论分析,深入探讨了Ni-Cr-Fe-Al-Ti系高熵合金的纳米析出强化及其力学行为。

研究发现,通过适当的热处理工艺,可以在该合金中形成稳定的纳米级析出相,显著提高其硬度、强度和耐磨性。

《Ni-Cr-Fe-Al-Ti系高熵合金的纳米析出强化及其力学行为研究》范文

《Ni-Cr-Fe-Al-Ti系高熵合金的纳米析出强化及其力学行为研究》范文

《Ni-Cr-Fe-Al-Ti系高熵合金的纳米析出强化及其力学行为研究》篇一一、引言随着现代科技的发展,对材料性能的要求越来越高,高熵合金因其优异的力学性能和良好的耐腐蚀性在工程领域中获得了广泛应用。

其中,Ni-Cr-Fe-Al-Ti系高熵合金因具有优良的抗高温氧化和耐腐蚀性能而备受关注。

本研究以Ni-Cr-Fe-Al-Ti系高熵合金为研究对象,探讨其纳米析出强化机制及其对力学行为的影响。

二、材料与方法1. 材料制备采用真空电弧熔炼法制备Ni-Cr-Fe-Al-Ti系高熵合金,并通过冷却速度和温度梯度控制获得不同的组织结构。

2. 实验方法采用透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射仪等实验手段对材料进行表征和物相分析,探究纳米析出相的种类、大小和分布;采用硬度测试、拉伸测试和压缩测试等手段研究材料的力学性能。

三、结果与讨论1. 纳米析出强化机制Ni-Cr-Fe-Al-Ti系高熵合金在高温下发生固溶强化,随着温度的降低,合金中会析出纳米尺度的第二相颗粒。

这些纳米尺度的第二相颗粒能够有效地阻碍位错运动,提高合金的强度和硬度。

同时,这些纳米颗粒的析出还能够有效地改善合金的韧性,使合金在保持高强度的同时,也具备良好的延展性。

2. 力学行为研究通过硬度测试、拉伸测试和压缩测试等手段,我们发现Ni-Cr-Fe-Al-Ti系高熵合金具有优异的力学性能。

随着纳米尺度的第二相颗粒的析出,合金的硬度、强度和韧性均得到显著提高。

此外,我们还发现,在拉伸过程中,合金的塑性变形行为与纳米尺度的第二相颗粒的分布密切相关。

当第二相颗粒分布均匀时,合金的塑性变形能力更强,表现出更好的延展性。

四、结论本研究通过实验手段对Ni-Cr-Fe-Al-Ti系高熵合金的纳米析出强化机制及其对力学行为的影响进行了深入研究。

结果表明,纳米尺度的第二相颗粒的析出能够有效地提高合金的强度和硬度,同时改善其韧性。

此外,纳米尺度的第二相颗粒的分布对合金的塑性变形行为具有重要影响。

《Ni-Cr-Fe-Al-Ti系高熵合金的纳米析出强化及其力学行为研究》范文

《Ni-Cr-Fe-Al-Ti系高熵合金的纳米析出强化及其力学行为研究》范文

《Ni-Cr-Fe-Al-Ti系高熵合金的纳米析出强化及其力学行为研究》篇一一、引言高熵合金作为一种新型的金属材料,以其独特的物理和化学性质在众多领域中得到了广泛的应用。

其中,Ni-Cr-Fe-Al-Ti系高熵合金因其优异的力学性能和良好的耐腐蚀性而备受关注。

本文将重点研究Ni-Cr-Fe-Al-Ti系高熵合金的纳米析出强化及其对力学行为的影响。

二、材料与方法2.1 材料制备本研究所用材料为Ni-Cr-Fe-Al-Ti系高熵合金,采用真空电弧熔炼法制备。

通过调整各元素的含量,制备出不同成分的合金试样。

2.2 纳米析出强化通过高温退火处理,使合金内部发生纳米析出强化。

利用透射电子显微镜(TEM)观察合金内部的析出相,分析其形貌、尺寸及分布情况。

2.3 力学行为测试采用拉伸试验、硬度测试和冲击试验等方法,研究纳米析出强化对Ni-Cr-Fe-Al-Ti系高熵合金力学行为的影响。

三、结果与讨论3.1 纳米析出相的观察通过TEM观察,发现Ni-Cr-Fe-Al-Ti系高熵合金在高温退火处理后,内部出现了大量的纳米级析出相。

这些析出相主要呈球形或棒状,分布均匀,尺寸较小。

3.2 纳米析出强化的影响纳米析出相的存在使得合金的力学性能得到了显著提高。

首先,纳米析出相能够有效地阻碍位错的运动,提高合金的强度和硬度。

其次,纳米析出相还能够提高合金的韧性,使其在受到外力作用时能够更好地抵抗变形和断裂。

此外,纳米析出相还能够提高合金的耐腐蚀性能,使其在恶劣环境下具有更好的稳定性。

3.3 力学行为分析拉伸试验结果表明,经过纳米析出强化的Ni-Cr-Fe-Al-Ti系高熵合金具有较高的屈服强度和抗拉强度。

硬度测试结果显示,合金的硬度随着纳米析出相的增多而提高。

冲击试验表明,合金的韧性得到了显著提高,具有较好的抗冲击性能。

四、结论本研究通过观察Ni-Cr-Fe-Al-Ti系高熵合金的纳米析出强化及其对力学行为的影响,得出以下结论:首先,高温退火处理能够使Ni-Cr-Fe-Al-Ti系高熵合金内部发生纳米析出强化,形成大量的纳米级析出相。

《强变形加工钛锆合金的力学性能和摩擦行为研究》范文

《强变形加工钛锆合金的力学性能和摩擦行为研究》范文

《强变形加工钛锆合金的力学性能和摩擦行为研究》篇一一、引言随着现代工业技术的不断发展,钛锆合金因其独特的物理和化学性质,在航空、航天、医疗、化工等领域得到了广泛应用。

强变形加工技术是改善钛锆合金性能的重要手段之一,其能够显著提升合金的力学性能及耐磨性能。

因此,本文针对强变形加工钛锆合金的力学性能和摩擦行为进行深入研究,为实际生产提供理论依据。

二、钛锆合金的强变形加工技术强变形加工技术是一种通过改变金属材料的微观结构来提高其性能的工艺方法。

在钛锆合金的强变形加工过程中,材料的微观组织结构得到优化,从而使其具有更好的力学性能和耐磨性能。

强变形加工主要包括冷轧、热轧、挤压、等通道转角挤压等多种方式。

三、钛锆合金的力学性能研究1. 拉伸性能:通过拉伸试验,可以了解钛锆合金的抗拉强度、屈服强度、延伸率等力学性能指标。

强变形加工后的钛锆合金具有较高的抗拉强度和屈服强度,同时延伸率也有所提高。

2. 硬度:硬度是衡量材料抵抗变形能力的重要指标。

强变形加工后的钛锆合金硬度得到显著提高,表现出较好的耐磨性能。

3. 疲劳性能:通过疲劳试验,可以了解材料在循环载荷作用下的性能表现。

强变形加工能够改善钛锆合金的疲劳性能,提高其抗疲劳寿命。

四、钛锆合金的摩擦行为研究摩擦行为是材料在受到外力作用时,表面发生的相对运动或运动趋势所引起的物理现象。

强变形加工后的钛锆合金在摩擦过程中表现出良好的耐磨性和较低的摩擦系数。

这主要归因于其优化的微观结构和较高的硬度。

此外,合金中添加的锆元素也能有效提高其摩擦性能。

五、结论通过对强变形加工钛锆合金的力学性能和摩擦行为进行研究,我们发现:强变形加工技术能够显著提高钛锆合金的抗拉强度、屈服强度、硬度及疲劳性能;在摩擦过程中,强变形加工后的钛锆合金表现出良好的耐磨性和较低的摩擦系数。

这些研究成果为实际生产中优化钛锆合金的性能提供了理论依据,有望推动钛锆合金在航空、航天、医疗、化工等领域的应用发展。

高熵合金增强金属基复合材料的研究进展

高熵合金增强金属基复合材料的研究进展

织, 如图 1 所示, 合金中枝晶和枝晶间有明显的区别, 分
别以富含 Al-Ni 的基体和富含 Cr-Fe 的沉淀物的形式存在。
Peng 等[32] 在使用激光熔化沉积技术制备的 Al0. 3 CoCrFeNi
高熵合金中, 也发现了具有 L12 有序结构的纳米沉淀存
在。 近年来, 随着社会的快速发展和高熵合金材料在各
AlCoCrFeNi 的屈服强度可达 1500 MPa( 见表 1) [30] 。 低 Al
随着 Al 含量的增加, 会导致 BCC 相与 FCC 相一起析出,
。 相较于陶瓷颗粒, 高熵合金颗粒与金属基体的
BCC 相的体积分数随着 Al 元素含量的增加而增加, 而对
熵合金颗粒增强金属基复合材料界面润湿性和相容性优
的耐磨性和电磁性能, 具有重要的实用研究价值。 高熵合金颗粒与复合材料金属基体之间具有金属间天然的界面结合特性且
热膨胀系数相差较小, 能够克服传统复合材料生产中出现的界面结合稳定性差、 塑韧性不足等缺点, 为制备高性能金属基复
合材料提供了思路。 围绕高熵合金颗粒增强金属基复合材料的研究进展, 总结了典型高熵合金体系的组织性能以及高熵合金
(1. School of Materials Science and Engineering, Changan University, Xian 710064, China)
(2. Key Laboratory of Advanced Materials of Ministry of Education, Southwest Jiaotong University, Chengdu 610031, China)
含量的 Al x CoCrFeNi 系高熵合金倾向于 形 成 FCC 结 构,

《Ni-Cr-Fe-Al-Ti系高熵合金的纳米析出强化及其力学行为研究》范文

《Ni-Cr-Fe-Al-Ti系高熵合金的纳米析出强化及其力学行为研究》范文

《Ni-Cr-Fe-Al-Ti系高熵合金的纳米析出强化及其力学行为研究》篇一摘要本文致力于探讨Ni-Cr-Fe-Al-Ti系高熵合金的纳米析出强化机制及其对力学行为的影响。

通过对合金的成分设计、制备工艺、微观结构以及力学性能的系统研究,揭示了纳米析出相的形成、演化规律及其对合金强度和韧性的增强作用。

本研究为高熵合金的进一步应用和发展提供了理论依据和实验支持。

一、引言高熵合金因其多元组分、多主元效应等特点,在材料科学领域中展现出独特的性能和广泛的应用前景。

Ni-Cr-Fe-Al-Ti系高熵合金作为一种典型代表,其纳米尺度的结构特性对其力学性能有着显著影响。

本文重点研究该合金的纳米析出强化现象及其对力学行为的影响机制。

二、材料与方法1. 材料制备采用真空电弧熔炼法制备Ni-Cr-Fe-Al-Ti系高熵合金,通过调整各组分的比例,获得不同成分的合金样品。

2. 实验方法利用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)等手段对合金的微观结构进行表征;通过拉伸试验、硬度测试等手段评估其力学性能。

三、结果与讨论1. 微观结构分析通过XRD和TEM观察发现,Ni-Cr-Fe-Al-Ti系高熵合金中存在大量的纳米析出相,这些析出相主要分布在晶界和晶内。

随着合金成分的变化,析出相的种类、大小和分布也会发生变化。

2. 纳米析出强化机制纳米析出相的形成能够有效阻碍位错运动,提高合金的强度和硬度。

此外,纳米析出相还能够通过钉扎晶界,细化晶粒,进一步增强合金的力学性能。

这些强化机制在合金的力学行为中起到重要作用。

3. 力学行为研究通过拉伸试验发现,Ni-Cr-Fe-Al-Ti系高熵合金具有较高的屈服强度和抗拉强度。

随着纳米析出相的增多和细化,合金的强度和硬度得到显著提高。

此外,合金还表现出较好的韧性,这得益于纳米析出相对裂纹扩展的阻碍作用。

四、结论本文研究了Ni-Cr-Fe-Al-Ti系高熵合金的纳米析出强化机制及其对力学行为的影响。

钛合金摩擦磨损及改善技术的研究进展

钛合金摩擦磨损及改善技术的研究进展

第3期2020年6月No.3 June,2020钛合金自20世纪50年代实现工业生产之后,由于其具备生物相容性、超导、储氢、形状记忆等独特功能,而被广泛应用在医疗器械、化工、航天航空、舰船等领域[1],成为一种不可或缺的材料。

一直以来,由于钛合金的低摩擦学属性,在实际工业应用中,钛合金的表面很容易发生摩擦磨损[2],钛合金的摩擦磨损性能较差可认为有以下几个原因:(1)加工硬化率及塑性剪切抗力低。

(2)摩擦过程闪温致使氧化膜脆弱易脱落。

(3)表面硬度较差。

钛合金应用越广泛,所产生的磨损问题越多、越复杂[3]。

因此,理解并掌握钛合金在不同使用环境中的摩擦磨损机理是改善钛合金摩擦磨损性能的重要研究步骤,但是在当前关于钛合金摩擦磨损机理的有限研究中,许多解释还存在不统一的状况。

因此,本研究对当前的研究状况进行了综述,并根据影响因素总结了一些常用的表面处理技术。

1 钛合金的摩擦磨损钛合金因其优异的性能而在诸多领域得到了广泛的应用,然而,每种材料都有其优缺点。

钛合金因表面硬度较低、摩擦磨损性能较差,在很多情况下并不能满足实际生产要求。

针对钛合金摩擦磨损性能不足这一缺点,研究者做了大量研究,主要是为掌握钛合金摩擦磨损的机理,从而为改善钛合金的低摩擦学性能提供理论依据,钛合金的摩擦磨损形式主要有:冲蚀磨损、腐蚀磨损、粘着磨损、疲劳磨损以及微动磨损等[4],在通常情况下,这几种形式的磨损是同时发生的,工况条件不同,磨损形式的主次也不同。

2 钛合金摩擦磨损的影响因素2.1 外部条件的影响因钛合金的塑性剪切抗力及加工硬化率较低,实际服役过程中,影响钛合金摩擦磨损性能的因素主要有载荷、位移幅值、温度、环境介质、对磨材料等。

2.1.1 载荷在实际工况使用中,钛合金所能承载的质量大小与所产生的磨损程度是重要的使用指标。

因此,弄清楚载荷与钛合金磨损率的关系,显得尤为必要。

胡林泉等[5]对TC4钛合金进行了在不同载荷(130 g ,230 g ,330 g )下的干摩擦试验。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

Material Sciences 材料科学, 2018, 8(10), 1007-1015Published Online October 2018 in Hans. /journal/mshttps:///10.12677/ms.2018.810120The Wear Behavior of High-Entropy AlloyParticles Reinforced Titanium AlloyCompositeJingwen Qiu1, Zhengfan Fu2, Di Pan3*, Yi Shu4, Jianhui Yan1,2, Zhongyuan Duan2, Weihua Li2 1Hunan Provincial Key Laboratory of Advanced Materials for New Energy Storage and Conversion,Hunan University of Science and Technology, Xiangtan Hunan2Hunan Provincial Key Defense Laboratory of High Temperature Wear-Resisting Materials and PreparationTechnology, Hunan University of Science and Technology, Xiangtan Hunan3State Key Laboratory of Powder Metallurgy, Central South University, Changsha Hunan4Hunan Yufone Vacuum Science and Technology Co., Ltd, Xiangtan HunanReceived: Oct. 2nd, 2018; accepted: Oct. 19th, 2018; published: Oct. 26th, 2018AbstractIn this paper, Ti-11Fe-3Nb-3Mn-3Sn (at.%) alloys was prepared by the spark plasma sintering (SPS) method using elemental powders after ball-milling. And then the 10 wt.% FeCoCrNiMo alloy particles was mixed with the elemental powders after ball-milling to obtain high-entropy alloy particles reinforced Ti-11Fe-3Nb-3Mn-3Sn (at.%) alloy composite by the same SPS method. The wear behaviors of Ti-11Fe-3Nb-3Mn-3Sn (at.%) alloy and its composite were investigated by reci-procating sliding wear tests at the room temperature. Field emission scanning electron micro-scope, microhardness tester and 3D optical surface profiler were employed to study the micro-structures and wear behaviors. The results showed that: the hardness and wear resistance of the high-entropy alloy reinforced titanium alloy was improved significantly after the addition of high-entropy alloy particles. A diffusion layer with a certain thickness was formed between the particles and titanium alloy matrix. The wear mechanism of Ti-11Fe-3Nb-3Mn-3Sn and its compo-site is mainly adhesive wear, abrasive wear and some plastic deformation.KeywordsTitanium Alloys, High-Entropy Alloys, Particle Reinforced Composite, Microstructure,Tribological Properties高熵合金颗粒增强钛合金复合材料摩擦磨损行为研究*通讯作者。

邱敬文 等邱敬文1,付正帆2,潘 迪3*,舒 逸4,颜建辉1,2,段中元2,李伟华21湖南科技大学,新能源储存与转换先进材料湖南省重点实验室,湖南 湘潭 2湖南科技大学,湖南省国防科技高温耐磨材料及制备技术重点实验室,湖南 湘潭3中南大学粉末冶金国家重点实验室,湖南 长沙4湖南玉丰真空科学技术有限公司,湖南 湘潭收稿日期:2018年10月2日;录用日期:2018年10月19日;发布日期:2018年10月26日摘 要本文首先利用金属元素粉末球磨后通过放电等离子烧结制备了Ti-11Fe-3Nb-3Mn-3Sn (at.%)钛合金。

同时在球磨后的元素粉末中加入10 wt.%的FeCoCrNiMo0.15 (at.%)高熵合金颗粒通过放电等离子烧结制备了高熵合金颗粒增强的钛基复合材料。

本文对两种材料在室温条件下进行了往复式滑动摩擦磨损试验,利用场发射扫描电子显微镜、显微硬度测试仪和超景深三维轮廓仪等设备对加入高熵合金颗粒前后的钛合金样品及其摩擦磨损行为进行了研究和对比。

结果表明:在钛合金中加入高熵合金颗粒增强后,高熵合金颗粒增强钛合金硬度得到提高。

高熵合金颗粒外层与钛合金形成一定厚度的扩散层,加入高熵合金颗粒后的钛合金耐磨性能提高明显。

Ti-11Fe-3Nb-3Mn-3Sn 合金与高熵颗粒增强后的Ti-11Fe-3Nb-3Mn-3Sn 合金的磨损机制主要为粘着磨损,磨粒磨损和少量的塑性变形。

关键词钛合金,高熵合金,颗粒增强复合材料,显微组织,摩擦性能Copyright © 2018 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). /licenses/by/4.0/1. 引言钛合金由于其高的比强度、较好的耐腐蚀性能、在飞行器制造、化学化工设备,车辆工程和生物医用等领域中均有着极为广泛的应用前景[1] [2]。

但是钛合金存在硬度低,耐磨性能不佳的问题限制了其应用范围[3]。

汤慧萍[4]等人指出钛基复合材料具有较高的拉伸强度、显微硬度,弹性模量和优良的耐磨性,但是纤维增强的钛基复合材料因其界面反应等原因导致制备工艺复杂,成本较高。

粉末冶金作为一种近净成形工艺,具有材料利用率高,组织成分均匀等优点。

采用粉末冶金方法制备颗粒增强钛基复合材料还可以在较大的范围内进行增强颗粒含量调整和优化,并且具有制备工艺简单,成本较低等特点,是制备低成本颗粒增强钛基复合材料的主要方法[5] [6] [7]。

高熵合金作为新兴的合金材料,突破了传统的合金设计理念,由于其高熵效应,使得其具有比传统合金更好的高强度,高硬度和耐磨性能[8] [9]。

Meng 等人[10]研究发现采用激光熔覆方法制备了高熵合金增强的AZ91D 复合材料,其摩擦磨损性能相比基材,得到很大的提高。

还有研究[11]表明FeCoCrNi 加入Mo 元素,会生成σ相,这种金属间化合物相能够大幅度提高了硬度,最高可达610.55 HV 。

Tan 等Open Access邱敬文等人[12]利用放电等离子烧结技术制备了Al0.6CoCrFeNi高熵合金颗粒增强Al65Cu16.5Ti18.5非晶合金,发现其裂纹传播稳定性提高,断裂面能量的显着增加,屈服强度高达3120 ± 80 MPa。

Chen [13]等人采用粉末冶金方法制备了AlCoNiCrFe高熵颗粒增强的铜基复合材料,发现高熵合金颗粒比金属玻璃具有更好的强化效果。

但是,目前以高熵合金作为增强颗粒制备钛合金复合材料的相关报道还很少。

本文利用球磨元素粉末的方法采用放电等离子烧结(SPS)制备了Ti-11Fe-3Nb-3Mn-3Sn (at.%)钛合金。

同时,将10 wt.%的FeCoCrNiMo0.15高熵合金作为增强颗粒与球磨后的元素粉末混合均匀后也采用放电等离子烧结方式制备了颗粒增强钛基复合材料,并分别对比研究了两种材料的微观组织与室温下的摩擦磨损行为。

2. 实验本文利用球磨元素粉末的方法采用放电等离子烧结制备了Ti-11Fe-3Nb-3Mn-3Sn (at.%)钛合金。

同时,将10 wt.%的FeCoCrNiMo0.15高熵合金作为增强颗粒与球磨后的元素粉末混合均匀后也采用放电等离子烧结方式制备了颗粒增强钛基复合材料。

后文将10 wt.%的FeCoCrNiMo0.15高熵颗粒增强的钛基复合材料简称为10 HEA。

放电等离子烧结工艺为950℃和50 MPa的条件下保压10分钟。

将SPS烧结所得合金块体用电火花线切割制得尺寸为10 × 5 × 2 mm的摩擦磨损实验样品,经过酒精浸泡超声清洗和600目砂纸打磨除去样品表面氧化物和其他污染物后进行摩擦磨损实验。

滑动摩擦试验采用中科凯华HSR-2M型高速往复式摩擦试验机,摩擦对偶球采用直径为5 mm的氮化硅陶瓷球,其硬度为1600 Hv。

摩擦对偶球由特别加工的夹具夹持后固定于摩擦试验机上端,并以10 N的稳定载荷接触合金样品,样品在室温空气环境下以0.1 m/s的速度在往复运动10分钟。

摩擦测试过程中,摩擦系数由电子传感器实施测试并传回计算机记录,同一样品重复三次进行相同参数的摩擦试验以减少误差。

本文采用万分之一高精度电子天平平测试样品摩擦测试前后质量差异,并利用Keyence (日本) VHX5000超景深三维显微镜对摩擦测试后样品表面摩擦槽的三维形貌进行分析和表征。

相关文档
最新文档