【摘 要】
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众所周知,材料腐蚀性能的好坏严重影响材料在极端环境下的应用。Al0.3CoCrFeNi高熵合金作为典型的析出态高熵合金,其耐腐蚀性能受到析出相的影响。为改善合金的耐腐蚀性能,提升其在极端环境下应用的可能性,本文利用电子背散射技术,研究了析出态Al0.3CoCrFeNi高熵合金在冷轧退火过程的GBCD优化和织构演变,并探讨析出相的贡献和GBCD优化对耐腐蚀性能的影响。主要结论如下:不同变形量(5%,
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众所周知,材料腐蚀性能的好坏严重影响材料在极端环境下的应用。Al0.3CoCrFeNi高熵合金作为典型的析出态高熵合金,其耐腐蚀性能受到析出相的影响。为改善合金的耐腐蚀性能,提升其在极端环境下应用的可能性,本文利用电子背散射技术,研究了析出态Al0.3CoCrFeNi高熵合金在冷轧退火过程的GBCD优化和织构演变,并探讨析出相的贡献和GBCD优化对耐腐蚀性能的影响。主要结论如下:不同变形量(5%,10%,20%,50%)在 1000℃的长时间(1-100h)退火过程中,小变形量(5%,10%)对Al0.3CoCrFeNi高熵合金GBCD优化的贡献较大。这主要是由于小变形量样品经长时间退火后具有高比例的Σ3n(n=1,2,3)特殊晶界,尤其是5%变形量样品,其特殊晶界分数随退火时间的延长呈现先缓慢增加(Ⅰ阶段1-10h),再急剧增加(Ⅱ阶段10-50h),最后保持稳定(Ⅲ阶段>50h)的变化趋势,且在100h时获得最高的特殊晶界比例约为71.34%,相比于基础样品,提高了10.55%。同时,高比例的特殊晶界导致形成大尺寸的特殊晶界团,阻断了随机大角度晶界的连通性,实现了 GBCD优化。这表明5%小变形量在1000℃下长时间退火是实现析出态高熵合金GBCD优化的最优工艺。值得一提的是,经GBCD优化后其耐腐蚀性能得到明显提升。提出了 Al0.3CoCrFeNi高熵合金的GBCD优化机制。在5%小变形1000℃的长时间退火条件下,Ⅰ阶段(1-10h)主要发生应变诱导边界迁移(SIBM)机制(RHAGB→RHAGB-Σ3→Σ3);Ⅱ 阶段(10-50h)主要发生非共格Σ3晶界迁移与反应模型(Σ3n+Σ3m=Σ3(n+m)或Σ3|n-m|);Ⅲ阶段(>50h)保持稳定。B2析出相在GBCD的优化机制中起到关键作用。B2通过钉扎诱导Ⅰ阶段SIBM机制产生大量共格Σ3晶界,为Ⅱ阶段的非共格Σ3晶界迁移与反应提供基础条件。可见,引入析出相为促进高熵合金GBCD优化提供了一种新的有效途径。建立了冷轧退火织构与GBCD的关联。冷轧织构主要S、Cu、Brass和Goss织构组成,且随轧制变形量的增加,轧制织构强度越加明显。此外,在冷轧过程中受到B2析出相和少量变形孪晶的影响,出现了Cu织构延缓向Brass织构转变的现象,形成高纹理强度的Goss/Brass过渡织构;同时,B2析出相的存在抑制了 A织构向轧制织构转变,形成高体积分数的A织构。随后,在退火过程中,50%大变形量样品由于完成再结晶转变导致织构取向先发生随机化现象,再沿轧制织构发展;而5%小变形量样品延续轧制织构方向发展不变。值得一提的是,在5%小变形下延长退火时间会促使特殊晶界的增加,而特殊晶界的增加与Goss/Brass和A织构的发展成正相关,这与GBCD优化过程的变化一致。
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