一種超高強(qiáng)輕質(zhì)Al?Ti?V中熵合金高純高均質(zhì)的制備方法，工藝如下：真空感應(yīng)熔煉、真空自耗重熔、等溫鍛造開坯+熱軋、熱擠壓+熱處理；真空感應(yīng)熔煉采用原材料為Al、Ti、V三種元素的純度均要求在99.99%以上；本發(fā)明專利技術(shù)采用“真空感應(yīng)熔煉+真空自耗重熔”雙聯(lián)冶煉工藝能有效提高原材料純凈度和化學(xué)成分均勻穩(wěn)定性；可以進(jìn)一步去除材料中的有害氣體H、O、N并控制合金的化學(xué)成分；然后將合金鑄錠進(jìn)行等溫鍛造開坯+熱軋/熱擠壓+熱處理，制備出的超高強(qiáng)輕質(zhì)Al?Ti?V中熵合金組織力學(xué)性能均勻，材料純凈度高，在加工過程中不易產(chǎn)生開裂等問題。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種超高強(qiáng)輕質(zhì)Al-Ti-V中熵合金高純高均質(zhì)的制備方法
本專利技術(shù)屬于金屬材料制造
，涉及一種中熵合金制備方法，具體指一種超高強(qiáng)輕質(zhì)Al-Ti-V中熵合金高純高均質(zhì)的制備方法。
技術(shù)介紹
20世紀(jì)90年代，臺(tái)灣學(xué)者葉均蔚率先突破傳統(tǒng)材料設(shè)計(jì)觀念，提出了合金設(shè)計(jì)的新理念，并且成功的制備出了有別于傳統(tǒng)合金的“多元高熵合金”又被稱為“多元高混亂度合金”，為新型合金設(shè)計(jì)打開了一扇窗。由于中、高熵合金具有高熵效應(yīng)、較大的晶格畸變和遲滯擴(kuò)散效應(yīng)，合金中各元素會(huì)以較低能量的形式共存，使得中、高熵合金易形成簡單結(jié)構(gòu)的固溶體，并且合金中極少出現(xiàn)復(fù)雜相,同時(shí)又因?yàn)樘砑硬煌貛淼睦砘阅茈u尾酒效應(yīng)，使得其具有傳統(tǒng)合金無法比擬的的優(yōu)良性能，比如高強(qiáng)度高硬度、優(yōu)良的塑性和韌性、高溫穩(wěn)定性和耐蝕性等。因此中、高熵合金具有重要的學(xué)術(shù)研究以及應(yīng)用價(jià)值，它在未來諸多行業(yè)中的應(yīng)用可以為社會(huì)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。中、高熵合金由于與傳統(tǒng)合金在合金設(shè)計(jì)上有著較大的差別，合金中各元素的占比差異較大以及元素自身的理化特性等問題，難以采用傳統(tǒng)合金的制備方法。在制備超高強(qiáng)輕質(zhì)Al-Ti-V中熵合金時(shí)，由于采用高純單質(zhì)金屬熔煉制造，使得由于各元素密度、熔點(diǎn)的較大差別導(dǎo)致合金鑄錠產(chǎn)生元素偏析、存在較多復(fù)雜相等均質(zhì)問題，同時(shí)熔煉溫度過高以及真空環(huán)境較差等問題還會(huì)引起合金純度下降，而合金鑄坯的純凈度和均勻性會(huì)進(jìn)一步影響后期加工產(chǎn)品的合格率以及組織均勻性。隨著新一代航天航空、高鐵船舶等高端裝備發(fā)展，其工作環(huán)境變得更加惡劣（高震動(dòng)、強(qiáng)沖擊），這對制造關(guān)鍵部件用材料的綜合力學(xué)性能即強(qiáng)韌性、耐疲勞性能等提出了更高要求，而材料純凈度和均質(zhì)性恰恰是影響材料綜合力學(xué)性能的關(guān)鍵因素，因此超高強(qiáng)輕質(zhì)Al-Ti-V中熵合金的高純高均質(zhì)制備方法是其獲得廣泛應(yīng)用的重要一步。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
針對上述技術(shù)背景，本專利技術(shù)所要解決的技術(shù)問題是提供一種超高強(qiáng)輕質(zhì)Al-Ti-V中熵合金高純高均質(zhì)的制備方法。本專利技術(shù)是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種超高強(qiáng)輕質(zhì)Al-Ti-V中熵合金高純高均質(zhì)的制備方法，工藝路線如下：真空感應(yīng)熔煉、真空自耗重熔、等溫鍛造開坯+熱軋、熱擠壓+熱處理；所述真空感應(yīng)熔煉工序中采用原材料為Al、Ti、V三種元素的高純單質(zhì)金屬，純度均要求在99.99%以上；所述等溫鍛造開坯+熱軋工序中，溫度在800~1200℃，變形量在30~80%；所述熱擠壓工序中，溫度在800~1200℃，變形量在30~80%；所述熱處理工序中，溫度在150~700℃。采用上述技術(shù)方案的有益效果：本專利技術(shù)采用“真空感應(yīng)熔煉+真空自耗重熔”雙聯(lián)冶煉工藝制備合金鑄錠，能有效提高原材料純凈度和化學(xué)成分均勻穩(wěn)定性：①真空感應(yīng)熔煉有利于精確控制合金成分，尤其是控制活潑元素Ti、Al，在熔煉過程中還可通過電磁攪拌等方式均勻化合金元素，改善成分偏析問題；②真空自耗重熔可以進(jìn)一步去除材料中的有害氣體H、O、N并控制合金的化學(xué)成分；然后將合金鑄錠進(jìn)行等溫鍛造開坯+熱軋/熱擠壓+熱處理，制備出的超高強(qiáng)輕質(zhì)Al-Ti-V中熵合金組織力學(xué)性能均勻，材料純凈度高，在加工過程中不易產(chǎn)生開裂等問題。附圖說明圖1為本專利技術(shù)實(shí)施熱軋制30%制備超高強(qiáng)輕質(zhì)Al-Ti-V中熵合金試樣放大500倍金相照片。圖2為本專利技術(shù)實(shí)施熱壓縮50%制備超高強(qiáng)輕質(zhì)Al-Ti-V中熵合金試樣放大500倍金相照片。圖3為本專利技術(shù)實(shí)施制備超高強(qiáng)輕質(zhì)Al-Ti-V中熵合金鑄態(tài)以及鍛造、熱軋后不同溫度溫度熱處理后XRD衍射圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合實(shí)施例對本專利技術(shù)作進(jìn)一步詳細(xì)說明。實(shí)施例一：一種超高強(qiáng)輕質(zhì)Al-Ti-V中熵合金制備方法，工藝路線包括真空感應(yīng)熔煉、真空自耗重熔、鍛造、熱軋、退火熱處理，具體如下：1、采用30Kg真空感應(yīng)爐熔煉澆注Al-Ti-V中熵合金電極棒；2、采用真空自耗爐將電極棒熔煉為自耗錠；3、將鑄態(tài)自耗錠加熱到1000℃溫度下進(jìn)行30%變形量、兩鐓兩拔的等溫鍛造開坯，然后在900℃溫度下進(jìn)行50%變形量熱軋，完成裝入箱式電阻率升溫至700℃保溫4h后隨爐冷卻；4、取樣檢測合金硬度和金相組織。經(jīng)測試，通過上述方法制備Al-Ti-V中熵合金，軋棒不同位置的維氏硬度均在488~495HV，晶粒度和微觀組織基本相同，組織均勻性優(yōu)異，加工過程無開裂等問題。實(shí)施例二：一種超高強(qiáng)輕質(zhì)Al-Ti-V中熵合金制備方法，工藝路線包括真空感應(yīng)熔煉、真空自耗重熔、鍛造、熱軋、退火熱處理，具體如下：1、采用30Kg真空感應(yīng)爐熔煉澆注Al-Ti-V中熵合金電極棒；2、采用真空自耗爐將電極棒熔煉為自耗錠；3、將鑄態(tài)自耗錠加熱到1100℃溫度下進(jìn)行50%變形量、兩鐓兩拔的等溫鍛造開坯，然后在800℃溫度下進(jìn)行70%變形量熱軋，完成裝入箱式電阻率升溫至500℃保溫4h后隨爐冷卻；4、取樣檢測合金硬度和XRD物相分析。經(jīng)測試，通過上述方法制備Al-Ti-V中熵合金，軋棒不同位置的維氏硬度均在536~540HV；物相結(jié)構(gòu)簡單，主要為HCP結(jié)構(gòu)物相，也有少量的BCC結(jié)構(gòu)；加工過程無開裂等問題。本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種超高強(qiáng)輕質(zhì)Al-Ti-V中熵合金高純高均質(zhì)的制備方法，其特征在于：該方法工藝路線如下：真空感應(yīng)熔煉、真空自耗重熔、等溫鍛造開坯+熱軋、熱擠壓+熱處理；/n所述真空感應(yīng)熔煉工序中采用原材料為Al、Ti、V三種元素的高純單質(zhì)金屬，純度均要求在99.99%以上；/n所述等溫鍛造開坯+熱軋工序中，溫度在800~1200℃，變形量在30~80%；/n所述熱擠壓工序中，溫度在800~1200℃，變形量在30~80%；/n所述熱處理工序中，溫度在150~700℃。/n
【技術(shù)特征摘要】
1.一種超高強(qiáng)輕質(zhì)Al-Ti-V中熵合金高純高均質(zhì)的制備方法，其特征在于：該方法工藝路線如下：真空感應(yīng)熔煉、真空自耗重熔、等溫鍛造開坯+熱軋、熱擠壓+熱處理；
所述真空感應(yīng)熔煉工序中采用原材料為Al、Ti、V三種元素的高純單質(zhì)金屬，...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王海軍，張帥，萬東海，洪大軍，楊貴生，張自生，趙曉光，石建平，
申請(專利權(quán))人：貴州航天新力鑄鍛有限責(zé)任公司，
類型：發(fā)明
國別省市：貴州;52
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