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高熵合金的设计理念是包含多种元素的合金体系,一般主元数5≤n≤13,且每种元素的原子百分比介于5%-35%之间。由于高熵合金的独特的高熵效应,使得合金的组织结构和性能都有别于传统合金,为了满足对材料应用的需求,近年来,人们开始研究不同的添加元素以及添加元素的含量对合金组织及性能的影响。本文采用电弧熔炼法制备了FeCoNiAl0.5CrMox(x=0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5)高熵合金,并将样品在不同退火温度及冷却方式下进行热处理,利用X射线衍射(XRD)、金相(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等方法研究了合金的微观组织及结构,并利用硬度测量和室温压缩实验研究了合金的力学性能,以期了解热处理和Mo含量对FeCoNiAl0.5CrMox高熵合金微观组织、结构和性能的影响。同时运用Thermo-Calc计算了FeCoNiAl0.5CrMox、FeCoNiAlxCr和FexCoNiAlCr合金在不同温度下的平衡相以及相摩尔分数和相成分随温度的变化曲线。所得主要结论如下:实验研究发现,随着Mo含量的增加,铸态FeCoNiAl0.5CrMox(x=0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5)高熵合金经历了FCC-→FCC+NiAl+σ的转变;Thermo-Calc计算表明铸态样品均为单一的FCC结构,而热处理后样品的计算结果和实验结果基本一致。随着Mo含量的增加,铸态合金中的各相的元素含量发生变化,σ相中Mo元素从稍微高出名义含量到高出名义含量四倍之多,NiAl相中的Ni、Al的含量逐渐增加,合金的硬度和屈服强度也增加。铸态FeCoNiAl0.5CrMo0.1和FeCoNiAl0.5Cr均为单相FCC结构,经过800℃热处理后合金中开始析出针状组织(NiAl相),当热处理温度为1200℃时,合金中的针状组织消失,为单相FCC结构。当0.2≤x≤0.5时,从铸态到热处理后的合金都经历了FCC+NiAl+σ→FCC+σ的转变,晶粒尺寸随着热处理温度提高而发生变化。随着热处理温度的提高,FeCoNiAl0.5CrMox合金微观组织形貌发生改变,经600℃热处理后,合金的组织形貌和铸态组织基本一致,未发生明显改变;800℃热处理后的合金枝晶组织中析出大量的针状相,其强度、硬度达到最高,炉冷样品中针状析出物比水淬样品中多,前者的强度及硬度均高于后者。热处理温度为1000℃时,枝晶间组织聚集长大,针状相尺寸增大,合金强度、硬度开始降低;1100℃~1200℃处理后的合金中针状组织开始减少直至消失,硬度下降的比铸态时还低。FeCoNiAlCr系高熵合金的相组成取决于元素含量以及热处理温度。实验发现,随着A1 含量的增加,铸态FeCoNiAlxCr(x=0.3、0.5、0.7、0.8、1.0、1.3、1.5、2.0)高熵合金经历了 FCC→FCC+BCC→BCC的转变,且BCC固溶体的量逐渐增多,当x≥1.5时,合金为单相BCC结构。计算结果与模拟结果存在一定的差异,其差异主要表现:一是A10.3合金在600℃~800℃的计算平衡相为FCC及NiAl相,而实验仅发现FCC相;二是计算得到的σ相出现的成分及温度范围大于实验发现;最后,铸态合金的模拟结果与实验结果有较大差别。计算同时发现,A1和Cr是促进BCC结构形成的关键元素,A1元素的添加会使BCC_A2和有序BCC_B2(NiAl)相稳定,但是它更倾向于促进有序BCC_B2的形成,而Cr元素则是促进BCC_A2的形成,Fe、Co、Ni三种元素都是形成FCC的关键元素。计算发现,铸态FexCoNiCuCr(x=0.2、0.5、0.8、1.0、2.0)高熵合金为单相FCC_A1#1,实验也发现的两相FCC共存有一定差异;但是FexCoNiCuCr合金在不同温度下的计算平衡相为两相FCC共存,与实验结果一致。