高熵合金在强磁场中凝固过程的研究

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高熵合金是全新的合金体系,具有广阔的应用前景。本文制备了较低熔点的CuAgAlFeNi高熵合金,初步研究了强磁场对其凝固过程的影响。主要结果如下:(1)CuAgAlFeNi高熵合金铸锭因密度偏析分为固溶体层和亚共晶层。亚共晶层是Ag-Cu亚共晶的凝固组织,同时固溶有少量的Al,具有较低的熔点和硬度。固溶体层是由Al、Fe、Ni和少量Cu混合而成的固溶体组成,其晶体结构为BCC,具有较高的熔点和硬度。在固溶体层中还存在着特殊的“共晶球”结构,其组织形态和成分与亚共晶层相似。(2)重熔时冷却速率的降低使共晶球的组织形态由Ag枝晶+共晶组织转变为两相分离的离异共晶。(3)强磁场能细化亚共晶层的共晶组织,促进固溶体基体中富Fe相的析出。随着磁场强度的增加,析出相的尺寸先增大后减小。分析表明,强磁场能强烈抑制凝固过程中的对流,减少固液界面附近原子的有效扩散距离,细化共晶组织;同时强磁场能增加原子的扩散系数,促进原子的扩散,使富Fe相析出量增加。对于影响富Fe相尺寸变化的机理,还有待进一步的研究。
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