【摘 要】
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近些来高熵合金的研究主要集中于组织结构与力学性能方面,而在功能方面研究甚少。若通过合理的元素选择、成分设计和退火工艺优化,以期获得在极端服役条件下,具有良好软磁性能且保证不失效的优良合金,则会扩宽软磁高熵合金的应用范围。本文向单相面心立方Fe Ni Co基体合金中加入Al和Si元素,同时向双相FCC+PC结构Fe2Ni Co基体合金中加入Al或Si元素,设计了兼具良好强塑性和软磁性能的三个合金系列
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近些来高熵合金的研究主要集中于组织结构与力学性能方面,而在功能方面研究甚少。若通过合理的元素选择、成分设计和退火工艺优化,以期获得在极端服役条件下,具有良好软磁性能且保证不失效的优良合金,则会扩宽软磁高熵合金的应用范围。本文向单相面心立方Fe Ni Co基体合金中加入Al和Si元素,同时向双相FCC+PC结构Fe2Ni Co基体合金中加入Al或Si元素,设计了兼具良好强塑性和软磁性能的三个合金系列:(Fe1/33Ni1/3Co1/3)100-x(Al1/4Si3/4)x、Fe2Ni Co Six、Fe2Ni Co（Al Si）x共计17个铸态合金成分。筛选出(Fe1/3Ni1/3Co1/3)85(Al1/4Si3/4)15与Fe2Ni Co（Al Si）0.4两个铸态性能良好的合金成分,分别对其进行600℃与800℃退火处理以期性能改善。分别对其组织形貌、晶体结构、力学性能、磁学性能以及热膨胀性能进行分析,研究发现:（a）随着Al/Si元素的添加,(Fe1/3Ni1/3Co1/3)100-x(Al1/4Si3/4)x系列合金由单相FCC结构转变为FCC+BCC双相结构,Fe2Ni Co Six系列合金则由双相FCC+PC结构转变为双相FCC+BCC结构,而Fe2Ni Co（Al Si）x系列合金由双相FCC+PC结构转变为双相FCC+BCC结构,最终变为单相BCC结构,均发生成分偏析表现为树枝晶形貌。均具有高饱和磁化强度和低的矫顽力表现出良好的软磁性能。（b）随着Al/Si元素的添加,(Fe1/3Ni1/3Co1/3)100-x(Al1/4Si3/4)x与Fe2Ni Co Six两个系列合金的屈服强度明显提升,塑性降低,但并非呈现出线性变化规律;其饱和磁化强度和电阻率均呈现下降趋势,但Fe2Ni Co Six系列合金矫顽力逐渐下降,另一系列合金呈现增加趋势。而Fe2Ni Co（Al Si）x系列合金其屈服强度几乎为线性增加,塑性降低;其饱和磁化强度线性降低,电阻率线性增加,矫顽力浮动变化。且同样加热速率和同样温度区间,为BCC+FCC双相固溶体合金时,其热力学膨胀系数表现出正相关,当为BCC单相固溶体合金,其热力学膨胀系数较双相固溶体合金明显提升,其中Fe2Ni Co（Al Si）0.4展现了优异的综合性能。（c）经600℃与800℃退火处理,(Fe1/3Ni1/3Co1/3)85(Al1/4Si3/4)15与Fe2Ni Co（Al Si）0.4高熵合金均未发生明显的相变,其压缩屈服强度与硬度明显提升,而塑性降低。其中(Fe1/3Ni1/3Co1/3)85(Al1/4Si3/4)15合金在800℃退火处理时,此温度时下出现了细小的针状相或点状相,其饱和磁化强度和电阻率明显增加,矫顽力略微下降,表现出一定的综合性能改善。而Fe2Ni Co（Al Si）0.4合金退火处理后,表现出上述合金相反的软磁性能。
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