激光增材制造CoCrFeMnNi高熵合金力学性能与热腐蚀行为研究

来源 :江苏大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:qxq00007
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
高熵合金是一种新型的多主元合金,独特的成分设计使其形成单一的固溶体结构,具有高强度、高硬度和高温稳定性等优异性能,在海洋工程、轨道交通和航空航天等高端装备领域具有广泛的应用前景。传统熔铸方法制备出的高熵合金通常存在气孔、夹杂等冶金缺陷。激光增材制造技术是一种成形效率高、成形性能好且柔性化程度高的先进加工技术。本文利用激光增材制造技术成功制备了块状CoCrFeMnNi高熵合金,研究了工艺参数对合金表面形貌、微观组织和力学性能的影响;通过热腐蚀实验探究了成形构件的热腐蚀行为及机理。主要结论如下:(1)理论研究了激光增材制造CoCrFeMnNi高熵合金的成形机理和组织演变规律。结果表明,高熵合金的高混合熵导致成形构件为面心立方单相固溶体结构。激光增材过程中,由于熔池内部不稳定地湍流,试样表面出现部分球状颗粒和未熔化颗粒,导致表面粗糙度增大。熔池急速冷却及高温度梯度导致不同位置处的微观组织不同,顶部主要为柱状晶,中部和底部则转变为柱状晶和等轴晶混合结构。随着激光功率的增加,熔池内冷却速率降低,为晶粒持续生长提供了条件,晶粒变得粗大。激光功率对试样内部冶金缺陷有较大影响,试样致密度随着激光功率的增加而增大。(2)通过拉伸实验研究了激光增材制造CoCrFeMnNi高熵合金拉伸性能,结合微观组织及残余应力分析,总结了成形构件力学性能强化机制。结果表明,非平衡的微观组织导致试样的显微硬度出现轻微波动;熔池内部的非平衡凝固行为导致合金内部产生不均匀的残余热应力,且残余应力的状态和幅值与加工工艺相关。由于较高的冷却速率,试样力学性能优于铸造和熔炼的CoCrFeMnNi高熵合金。试样表面沿着激光扫描方向的残余拉应力远大于垂直于扫描方向的残余拉应力。试样在不同载荷方向下的拉伸性能有显著区别,当载荷方向垂直于激光扫描方向时,由于该方向的残余拉应力较低,使得试样获得优异的拉伸性能。(3)探究了CoCrFeMnNi高熵合金的热腐蚀行为及机理。结果表明,在75%Na2SO4+25%NaCl混合熔盐和NaCl熔盐腐蚀环境中,随着温度的升高,试样腐蚀速率显著增加,腐蚀愈加严重。在混合熔盐中合金孕育期主要发生氧化反应,表面形成的致密氧化膜抑制腐蚀的进程。在NaCl熔盐中构件腐蚀较严重,腐蚀几乎没有孕育期,腐蚀速率增加。试样在75%Na2SO4+25%NaCl混合熔盐中腐蚀程度较轻,主要是氧化、硫化和氯化的共同作用。在NaCl熔盐中,由于NaCl与金属氧化物反应生成挥发性的氯化物,从而形成空洞和裂纹,加速氧化剥落,腐蚀破坏严重。
其他文献
脱水素(Dehydrin,DHN)属于胚胎发育晚期丰富蛋白第二家族(LEA-II),是脱水胁迫响应基因的主要一类。干旱,高盐和低温等非生物胁迫会导致植物体内出现脱水胁迫,诱导脱水素大量表达,从而保护蛋白质、核酸和细胞膜等。然而,植物体内不同类型的DHN蛋白在植物生长发育及抵抗非生物胁迫过程中发挥的功能存在较大差异。新疆沙冬青(Ammopiptanthus nanus),作为一种强抗逆沙漠植被,探究
科学技术是第一生产力,是先进生产力的集中体现和主要标志。科技创新已成为世界各国政府推动经济社会发展的核心动力,对于现在的中国,科技创新也已成为最重要的内驱动力之一。因此,科技创新能力的提升不仅能提高社会生产力,更能激发区域经济社会发展的活力,进一步改善和提升人民生活水平。本文以S市S区为研究对象,结合S区政府科技创新管理现状,分析S区政府科技创新管理中存在的不足,并提出对策,以进一步提升S区政府科
作为最新的物理层安全方案的一种,二维传输方案在物理层保证了合法用户的安全性。然而,在保证安全的同时,二维传输方案中合法接收端的性能变差。针对该问题,本文提出了用于二维传输的信道编码方案。该方案用二维传输方案中的信道系数矩阵构造QC-LDPC码的奇偶校验矩阵的基矩阵。这样做的原因在于:首先,二维传输方案的信道系数具有互异性,唯一性,即时性,这三个性质保证每一次传输的符号是随机的,并且使得只有发送和接
近年来,由于能源匮乏以及日益严重的环境污染问题,严重阻碍了人类社会的生存发展。因此,探索新的绿色可再生能源是寻求可持续发展所亟待解决的重要问题。利用半导体材料将充
新型室温磁制冷材料的研制是当前磁学和制冷技术研究的前沿课题之一。本文工作利用X射线衍射仪、振动样品磁强计、差示扫描量热仪、扫描电镜等研究了Mn1.3Fe0.6P0.5-xBxSi0.5(x=0,0.02,0.04,0.06)系列化合物、MnFe0.6Ni0.4Si1-xGa(x=0,0.05,0.06,0.07,0.08,0.09,0.10,0.15,0.20)系列化合物和MnFe(P,Ga)化合
通过分析北京谱仪Ⅲ(BESⅢ)实验在质心能量(?)=3.773 GeV处采集的积分亮度为2.93 fb-1正负电子湮灭数据,我们完成了十四个D介子到含η末态多体强子衰变过程(D→ηX)的分支比
与传统合金由12种主要组元构成不同,近些年发展的高熵合金包含5种或5种以上组元,且每种组元含量在5%35%之间。这一新颖的设计理念为冶金发展提供了新的研究方向,并为合金成分
回旋管作为一种高功率微波源,在工业和国防方面有着非常重要的应用。回旋管内部通过准光模式变换器将旋转的高阶模式转换成为便于传输和利用的横向高斯光束。为了检验准光模式变换器的性能,需对其进行低功率测试。冷测的一个重要环节就是激励出用于测试的源场,国内外广泛应用了两种产生该源场的方法,分别是波导模式激励法与准光模式激励法。前者具有较好的模式转换效率,适合激励产生频率较低的低阶模。后者虽然转换效率不高,但
纤锌矿氮化物(GaN,AlN和AlxGa1-xN)是一种重要的宽禁带半导体,具有良好的化学稳定性和热稳定性,被认为是最有前途的纳米电子和光电材料之一。GaN基量子阱材料已经应用于激光
随着科技的发展和技术保护意识的逐渐提升,越来越多的专利获得了申请和授权。然而这其中的大部分专利,并没有得到很好地转化利用。因此,迫切需要对于专利数据进行有效管理。知识图谱在管理海量数据和复杂的关系上有很大的优势,在智能问答和信息检索等多个领域都有广泛的应用,尤其是面向特定领域的知识图谱。知识图谱利用实体间的关系构建知识网络,可以给这些细分领域提供高效的技术指导与帮助。因此,构建一个基于专利领域的知