上海大学学报(自然科学版) ›› 2021, Vol. 27 ›› Issue (2): 280-288.doi: 10.12066/j.issn.1007-2861.2161
收稿日期:2019-06-14
出版日期:2021-04-30
发布日期:2021-04-27
通讯作者:
陈业新
E-mail:yxchen@shu.edu.cn
作者简介:陈业新(1958—), 男, 研究员, 博士生导师, 博士, 研究方向为材料中的氢行为、相变等. E-mail:yxchen@shu.edu.cn基金资助:
XIE Yaxi, CHEN Yexin(
), MA Xingxing
Received:2019-06-14
Online:2021-04-30
Published:2021-04-27
Contact:
CHEN Yexin
E-mail:yxchen@shu.edu.cn
摘要:
研究了硼含量对 FeCoNiCrAl$_{0.1}$B$_{x}$ ($x = 0 \sim 0.1$) 高熵合金微观组织和力学性能的作用. 结果表明: 当硼含量 $x \le 0.03$ 时, FeCoNiCrAl$_{0.1}$B$_{x}$ 高熵合金由单一面心立方(face-centered cubic, FCC)结构的 $\gamma $ 相组成; 而当硼含量 $x \ge 0.05$ 时, FeCoNiCrAl$_{0.1}$B$_{x}$ 高熵合金由 $\gamma $ 相、微量的有序态 FCC 相和硼化物组成. 硼元素的加入, 细化了 FeCoNiCrAl$_{0.1}$B$_{x}$ 高熵合金的晶粒, 提高了合金的抗拉强度, 但也降低了合金的延伸率. 在真空中拉伸时, FeCoNiCrAl$_{0.1}$B$_{x}$ 高熵合金的断口形貌均为韧窝状塑性断口.
中图分类号:
谢亚茜, 陈业新, 马星星. 硼含量对 FeCoNiCrAl$_{\bf 0.1}$B$_{ x}$ 高熵合金组织和力学性能的作用[J]. 上海大学学报(自然科学版), 2021, 27(2): 280-288.
XIE Yaxi, CHEN Yexin, MA Xingxing. Effects of boron content on microstructure and mechanical properties of FeCoNiCrAl$_{\bf 0.1}$B$_{ x }$ high-entropy alloy[J]. Journal of Shanghai University(Natural Science Edition), 2021, 27(2): 280-288.
| [1] | Yeh J W, Chen S K, Lin S J, et al. Nanostructured high-entropy alloys with multiple principal elements: novel alloy design concepts and outcomes[J]. Advanced Engineering Materials, 2004,6:299-303. |
| [2] | Lu Z P, Wang H, Chen M W, et al. An assessment on the future development of high-entropy alloys: summary from a recent workshop[J]. Intermetallics, 2015,66:67-76. |
| [3] | Tsai K Y, Tsai M H, Yeh J M. Sluggish diffusion in CoCrFeMnNi high entropy alloys[J]. Acta Materialia, 2013,61(13):4887-4897. |
| [4] | Tong C J, Chen Y L, Yeh J W, et al. Microstructure characterization of Al$_{x}$CoCrCuFeNi high-entropy alloy system with multiprincipal elements[J]. Metallurgical ${\&}$ Materials Transactions A, 2005,36(4):881-893. |
| [5] | 叶均蔚, 陈瑞凯. 高熵合金[J]. 科学发展, 2004,377(5): 16-21. |
| Yeh J W, Chen R K. High entropy alloys[J]. Scientific Development, 2004,377(5):16-21. | |
| [6] | 王海燕. N 原子对 FeCoCrNiMn 高熵合金组织结构与性能的影响[D]. 福州: 福建工程学院, 2016: 1-61. |
| Wang H Y. Effect of N addition on the microstructure and mechanical properties of FeCoCr-NiMn high entropy alloy[D]. Fuzhou: Fujian University of Technology, 2016: 1-61. | |
| [7] | 王智慧, 秦晓婷, 贺定勇, 等. 等离子熔覆 CoCrFeMnNiC$_{x}$ 高熵合金的组织结构[J]. 中国表面工程, 2014,27(4):64-69. |
| Wang Z H, Qin X T, He D Y, et al. Microstructure of CoCrFeMnNiC$_{x}$ high-entropy alloy prepared by plasma cladding[J]. China Surface Engineering, 2014,27(4):64-69. | |
| [8] | 饶湖常, 戴品强, 陈鼎宁, 等. 碳含量对FeCoCrNiMnC$_{x}$ 高熵合金显微组织与性能的影响[J]. 机械工程材料, 2016,40(8):76-80. |
| Rao H C, Dai P Q, Chen D N, et al. Effect of carbon content on microstructure and properties of FeCoCrNiMnC$_{x}$ high entropy alloy[J]. Materials for Mechanical Engineering, 2016,40(8):76-80. | |
| [9] | 蔡建宾, 吴宇建, 张冬冬, 等. Al$_{0.5}$CoCrFeNiB$_{x}$ 多主元高熵合金的组织结构和力学性能[J]. 稀有金属与硬质合金, 2011,39(4):37-40. |
| Cai J B, Wu Y J, Zhang D D, et al. Microstructure and mechanical property of high-entropy alloy with multi-principal elements[J]. Rare Metals and Cemented Carbides, 2011,39(4):37-40. | |
| [10] | Liu X T, Lei W B, Ma L J. et al. Effect of boron on the microstructure, phase assemblage and wear properties of Al$_{0.5}$CoCrCuFeNi high-entropy alloy[J]. Rare Metal Materials and Engineering, 2016,45(9):2201-2207. |
| [11] | 伍万飞. 含硼高熵合金的组织性能研究[D]. 马鞍山: 安徽工业大学, 2016: 1-58. |
| Wu W F. Research on micro-structure and properties of boron high entropy alloys[D]. Maanshan: Anhui University of Technology, 2016: 1-58. | |
| [12] | 陈业新. 金属间化合物的环境氢脆[J]. 上海大学学报(自然科学版), 2011,17(4):487-502. |
| Chen Y X. Environmental hydrogen embrittlement of intermetallics[J]. Journal of Shanghai University (Natural Science Edition), 2011,17(4):487-502. | |
| [13] | Liu C T, White C L, Horton J A. Effect of boron on grain boundaries in Ni$_{3}$A1[J]. Acta Metall, 1985,33(2):213-229. |
| [14] | Wan X J, Zhu J H. Hydrogen diffusivity in boron-doped polycrystalline Ni$_{3}$Al[J]. Scripta Metall Mater, 1994,31(6):677-681. |
| [15] | Chen Y, Ma J. Mechanism of boron suppressing environmental embrittlement in H$_{2}$ for the ordered Ni$_{3}$Fe intermetallics[J]. Procedia Engineering, 2012,27:1121-1128. |
| [16] | Cheng X Y, Wan X J, Liu C T, et al. Effect of Zr and B on environmental embrittlement in Ni$_{3}$AI alloys[J]. Scripta Materialia, 1998,38(6):959-964. |
| [17] | Wu J M, Lin S J, Yeh J W, et al. Adhesive wear behavior of Al$_{x}$CoCrCuFeNi high-entropy alloys as a function of aluminum content[J]. Wear, 2006,261(5/6):513-519. |
| [18] | Chen Y X, Qiang X N. Effect of service environment on mechanical properties of FeCoNiCrAl$_{0.1}$ alloy[J]. Materials Science Forum, 2018,913:674-681. |
| [19] | Hsu C Y, Yeh J W, Chen S K, et al. Wear resistance and high-temperature compression strength of FCC CuCoNiCrAl$_{0.5}$Fe alloy with boron addition[J]. Metallurgical and Materials Transactions A (Physical Metallurgy and Materials Science), 2004,35(5):1465-1469. |
| [20] | 彭镇, 刘宁, 吴鹏慧, 等. 硼元素对 CoCrCu$_{0.5}$FeNi 高熵合金组织和性能的影响[J]. 金属热处理, 2017,42(6):153-156. |
| Peng Z, Liu N, Wu P H, et al. Effect of boron addition on microstructure and properties of CoCrCu$_{0.5}$FeNi high entropy alloy[J]. Heat Treatment of Metals, 2017,42(6):153-156. | |
| [21] | Shi D D, Chen Y X, Wan X J, et al. Influence of boron-doping on the H$_{2}$-induced environmental embrittlement of Ni$_{3}$Fe intermetallics[J]. Journal of Shanghai University, 2007,11(2):102-105. |
| [22] | 徐祖耀. 金属学原理 [M]. 上海: 上海科学技术出版社, 1964. |
| Xu Z Y. Principles of metallography [M]. Shanghai: Shanghai Science and Technology Press, 1964. | |
| [23] | Chen J, Yao Z, Wang X, et al. Effect of C content on microstructure and tensile properties of as-cast CoCrFeMnNi high entropy alloy[J]. Materials Chemistry and Physics, 2017,210(5):136-145. |
| [1] | 姚敏, 李红, 阮家苗, 杨敏, 任慕苏, 孙晋良. 中间相沥青基碳纤维对碳/碳-铜复合材料的性能影响[J]. 上海大学学报(自然科学版), 2025, 31(5): 789-796. |
| [2] | 王燕玲, 李娜, 王彦, 于俊荣, 胡祖明. 紫外光辐照交联改性对UHMWPE纤维蠕变性能的影响[J]. 上海大学学报(自然科学版), 2025, 31(3): 433-443. |
| [3] | 蓝盼盼, 刘斌. (Hf0.25Zr0.25Ta0.25Nb0.25)C陶瓷电子结构稳定性与力学性能的第一性原理计算[J]. 上海大学学报(自然科学版), 2025, 31(1): 80-93. |
| [4] | 甘志鑫, 黄继忠, 张 悦, 罗清洋, 张若愚, 杜后孟, . 冻融作用下云冈石窟砂岩损伤特性与风化评估[J]. 上海大学学报(自然科学版), 2024, 30(1): 17-030. |
| [5] | 郝瑞康, 何文福, 张 强, 陈睦锋. 双层锥形非粘结隔震支座力学模型及地震响应分析 [J]. 上海大学学报(自然科学版), 2023, 29(4): 745-757. |
| [6] | 张亚萍, 石磊, 郭小凤, 刘立起. 界面结合方式对氧化石墨烯-碳纤维/环氧树脂复合材料性能的影响[J]. 上海大学学报(自然科学版), 2020, 26(6): 927-936. |
| [7] | 狄勤丰, 王楠, 陈锋, 王文昌, 牛新明, 张金成. 油井管螺纹接头力学特性的研究进展[J]. 上海大学学报(自然科学版), 2020, 26(2): 163-180. |
| [8] | 刘丽, 涂多想. HSP 含量对 EVA 发泡材料微观结构和力学性能的影响[J]. 上海大学学报(自然科学版), 2020, 26(2): 207-215. |
| [9] | 强小妮, 陈业新, 张建涛. 环境对高熵合金Al$_{\textbf{0.1}}$CoCrFeNi力学性能的影响[J]. 上海大学学报(自然科学版), 2019, 25(2): 206-214. |
| [10] | 高宇芳, 彭雨晴, 孙宁霞, 李爱军, 白瑞成. 非刻蚀无钯活化化学镀铜 Kevlar 纤维的制备工艺及性能[J]. 上海大学学报(自然科学版), 2019, 25(1): 75-83. |
| [11] | 刘丽, 诸慧杰, 涂多想, 郝新敏, 黄杰. EVA/HSP 复合发泡材料的制备和性能[J]. 上海大学学报(自然科学版), 2018, 24(5): 782-790. |
| [12] | 凤亚军, 王兴庆. Y$_{2}$O$_{3}$对氧化锆陶瓷组织和性能的影响[J]. 上海大学学报(自然科学版), 2018, 24(1): 56-65. |
| [13] | 李智1,2, 胡丽娟1,2, 谢耀平1,2, 赵世金1,2. 纳米Cu析出相及晶界对微合金化钢力学性能的影响[J]. 上海大学学报(自然科学版), 2017, 23(3): 432-442. |
| [14] | 刘立起, 王旭, 谢旺, 俞鸣明, 方琳, 李红, 杨敏, 肖依, 任慕苏, 孙晋良. 芳砜纶纤维/聚四氟乙烯复合材料的性能[J]. 上海大学学报(自然科学版), 2017, 23(2): 185-191. |
| [15] | 张莉. 索-钢/铝合金组合结构初始态确定及静力分析[J]. 上海大学学报(自然科学版), 2015, 21(5): 631-639. |
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