【摘 要】
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传统合金在过去几十年的研究中已经趋于饱和,很难再有进一步的突破。因此,自高熵合金的概念提出以来,便如雨后春笋般获得广泛研究。但目前仍然存在很多关键的问题需要解决,例如强度和塑性不能达到良好的平衡,并且高熵合金的制备成本比较高昂也很难大批量的生产,因此限制了它在工业中的生产应用。本课题拟在前人研究的基础上,选择具有单一FCC结构的CoFeNi2V0.5高熵合金作为研究基体,通过向其添加大原子尺寸的A
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传统合金在过去几十年的研究中已经趋于饱和,很难再有进一步的突破。因此,自高熵合金的概念提出以来,便如雨后春笋般获得广泛研究。但目前仍然存在很多关键的问题需要解决,例如强度和塑性不能达到良好的平衡,并且高熵合金的制备成本比较高昂也很难大批量的生产,因此限制了它在工业中的生产应用。本课题拟在前人研究的基础上,选择具有单一FCC结构的CoFeNi2V0.5高熵合金作为研究基体,通过向其添加大原子尺寸的Al元素来调控合金的组织结构,筛选出其中性能优异的合金进行热处理以及冷加工变形,进一步来强化合金性能。得出的主要结论如下:（1）在AlxCoFeNi2V0.5高熵合金体系中,随着x值的增加,合金的晶体结构从FCC经过FCC+BCC最终转变为强度较高的BCC+B2结构。这其中存在Al的固溶强化效果和BCC第二相强化效果使得合金硬度从140.4HV增加到396.4HV,但塑性降低严重。（2）针对Al0.6合金在600℃、800℃、1000℃下进行4h的退火处理,与铸态相比,退火后的Al0.6合金的强度和硬度均降低。这是因为退火消除了合金内部的内应力。但随退火温度的提高合金的强度和硬度逐渐提高。这是因为在800℃时析出了硬质的Al3V金属化合物,1000℃下1000℃下,合金在FCC的基体中析出了很多的硬质BCC相。（3）针对Al1.0合金在600℃、800℃、1000℃下进行4h的退火处理,发现在800℃退火热处理后析出了大量的σ相,1000℃次之,600℃最少。800℃下σ相的大量析出使得合金的塑性降低,在600℃退火热处理后,存在一个亚稳态向稳定状态转变的过程,使得合金在塑性不变的情况下强度增加,表现出最好的综合力学性能。（4）铸态下Al0.6合金具有良好的塑性但是强度较低,屈服强度为229MPa,断后伸长率为25.1%;经过压下量为60%的轧制后,铸态下的枝晶被破坏,合金的强度得到大幅度提高,屈服强度达到785MPa,但是材料的塑性下降严重,断后延伸率仅为3.7%。（5）对轧制后的Al0.6合金进行450℃-1000℃的热处理保温1小时后空冷,发现随着温度的升高,没有发生相结构的转变,具有很好的结构稳定性,并且轧制后合金内部的内应力被消除,合金的塑性不断提高,在1000℃时强度和塑性达到最大的平衡。屈服强度为737MPa,断后伸长率达到26.7%。（6）对轧制后的Al0.6合金在1000℃下进行10min到12h不同时间的热处理研究。发现伴随时间的延长,合金发生了从回复再结晶到晶粒长大的过程,因此性能上合金也呈现一个塑性和强度先增加后降低的趋势。
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