【正文】 、焊接材料、熱交換器及高溫爐的耐熱材料 ，超高大樓的耐火骨架和微機電材料等 [2]。圖 115為在 %氯化鈉溶液中進行浸沒實驗 30天 后合金的表面形貌。 表 14 鑄態(tài) CoCrFeNiTiAlx高熵合金的室溫壓縮性能 Table 14 Roomtemperature pressive properties of ascast CoCrFeNiTiAlx highentropy alloys 合金 E/ GPa σmax/ GPa εp/ % Al0 河南理工大學 2021屆本科畢業(yè)論文 16 圖 114 鑄態(tài) CoCrFeNiTiAlx高熵合金斷面形貌 Fig. 114 Fracture surfaces of the ascast CoCrFeNiTiAlx highentropy alloys: (a)x=0 (b)x= (c) x= (d) x= (e) x= YuJui Hsu、 WenChi Chiang、 JiannKuo Wu[23]研究了 FeCoNiCrCux高熵合金在 %氯化鈉溶液中的腐蝕性能。 Al的加入使解理斷裂面呈現(xiàn)河流狀花樣和解理臺階。實驗結果表明，在CoCrFeNiTi合金中僅出現(xiàn)面心立方結構，隨著 Al含量的增加，逐漸向體心立方結構轉變，并出現(xiàn)典型的樹枝晶，在 CoCrFeNiTiAl高熵合金的鑄態(tài)組織中還觀察到了二次晶粒。圖 112為 ，圖 113為不同 Al添加量下。 圖 110 Al0、 Al Al2和 Al5合金室溫壓縮 圖 111 Al0、 Al Al2和 Al5合金枝晶、 真應力 真應變曲線 枝晶間隙顯微硬度 Fig. 110 Compressive true stressstrain Fig. 111 Average dendretic and curves of Al0, Al1, Al2 enterdendretic microhardness of Al0, and Al5 alloys Al1, Al2 and Al5 alloys 表 13 Al0、 Al Al2和 Al5合金室溫壓縮性能 Table 13 Roomtemperature pressive of Al0,Al1,Al2 and Al5 alloys 合金 E/ GPa σy/ GPa σmax/ GPa εp/ % Al0 0 Al1 Al2 Al5 0 河南理工大學 2021屆本科畢業(yè)論文 14 李亞峰、孔利軍、甘章華等 [21]通過高頻感應加熱在真空下制備(x=0、 、 、 mol)高熵合金，對固溶處理后的試樣進行結構及性能研究。實驗結果表明： (1)合金系具有超過 GPa的斷裂強度，其中 AlTiVCrMnFeCoNiCu合金達 GPa，同時， AlTiVCrMnFeCoNiCu和 Al2TiVCrMnFeCoNiCu兩種合金還具有一定的壓縮塑性； (2)合金系枝晶和枝晶間隙區(qū)均具有很 高的顯微硬度，且隨 Al含量的提高近線性提高； (3)固溶強化機制、納米相彌散強化機制和面心立方 /體心立方相轉變使得合金系具有很高的斷裂強度和顯微硬度。 (d) x=40。 (b) x=。 圖 19 為鑄態(tài)Alx(TiVCrMnFeCoNiCu)100x合金系微觀組織照片。 圖 16 鑄態(tài) AlTiFeNiCuCrx 高熵合金顯微組織的 SEM像 [18] Fig. 16 SEM images of the ascast AlTiFeNiCuCrx highentropy alloys (a)x= (b) x=1 (c)x= (d) x=2 (e)x= 河南理工大學 2021屆本科畢業(yè)論文 12 圖 17 鑄態(tài) AlTiFeNiCuCr高熵合金 圖 18 AlTiFeNiCuCr的共晶組織 顯微組織的金相圖 Fig. 18 Eutectic structrue of AlTiFeNiCuCr Fig. 17 Microstructure of ascast highentropy alloy AlTiFeNiCuCr highentropy alloy 周云軍、張勇等 [19]制備了一族多組元 Alx(TiVCrMnFeCoNiCu)100x(x=0， 20， 40)（ x為原子百分數(shù) ， 下同 ） 偽二元高熵合金 ， 研究了該新型合金系的顯微組織。 Cr含量的增加對合金硬度的提高較小，該合金為低溫脆性材料，但在 1073K高溫時具有很好的塑性變形能力和較高的強度，當 x=1~ ，合金具有最優(yōu)的壓縮強度和塑性組合。 表 12 AlxCrCuFeNi的鑄態(tài)顯微結構、晶格常數(shù)與硬度 Table 12 Microstructure, lattice constant and hardness of AlCrCuFeNi ascast 合金 組織 Fcc晶格常數(shù) bcc晶格常數(shù) 硬 度 (HV) fcc+bcc 382 AlCrCuFeNi fcc+bcc 490 bcc 573 bcc 651 陳敏、劉源，李言祥等 [17]研究了不同 Cr含量的 AlTiFeNiCuCrx多主元高熵合金的微觀組織和力學性能特點。 圖 14 AlCrCuFeNi高熵合金的 SEM鑄態(tài)組織 Fig. 14 SEM cast microstructure of AlCrCuFeNi 圖 15 無標樣半定量 SEM能譜分析 Fig. 15 Chemical position of dendrite and interdendrite of AlCrCuFeNi by energy dispersive spectrometry 另外，他們還研究了 Al對 AlCrCuFeNi高熵合金硬度的影響 [16]，實驗結果表明， Al促進 AlxCrCuFeNi高熵合金的 bcc結構的形成，而 bcc的形成河南理工大學 2021屆本科畢業(yè)論文 11 使 AlxCrCuFeNi高熵合金的硬度得到提高。 AlCrCuFeNi高熵合金具有高硬度與耐回火軟化特性，鑄態(tài)硬度為HV490， 600℃ 退火后硬度還維持在 HV420。 李安敏、張喜燕 [15]研究了 AlCrCuFeNi高熵合金的組織和硬度 。最近臺灣對多主元高熵合金制備及其充放電性能進行了研究，期望能開發(fā)出具有高能量密度和良好充放電性能、耐腐蝕、高壽命、價格低廉的新型高熵氫化物二次電池；劍橋大學的科學家也開始在等摩爾多主元合金方面展開了研究工作；山東科技大學也在 2021 年開始對多主元高熵合金這一新型材料體系開始探索，側重于其微觀結構形成機理的研究。中國臺灣清華大學將多主元高熵合金相關技術授權工研院，由學術研究轉為產(chǎn)業(yè)研發(fā)，所做研究工作取得的一些成果包括 ：多元高功能合金鍍膜性能研究；多主元高熵合金相圖模擬研究； FeCoNiCrAlCu 多主元高熵合金的高溫氧化與高溫漸變研究；多元高功能合金微結構研究；多元高性能合金清凈化研究；多主元高熵合金熔鑄與鍛壓技術開發(fā)研究；多主元高熵合金納米組織操控技術研究。從最初的發(fā)熱劑法，到新近提出的快速定向凝固技術，無不是圍繞著這一點進行的。 應用定向凝固技術的目的是獲得穩(wěn)定的單向凝固組織，其性能又與組織的細化程度緊密相關。 快速定向凝固技術由于定量實驗上的困難，因此雖然目前已有了許多成果，但其理論上遠未達到成熟和完善，還有待于人們的進一步努力。 馬東等 [12]通過理論分析預測，當 1G aG ( aG = 20T? /[ 003 (1 )KK??])時，無論生長速度如何，平界面都將是穩(wěn)定的，但有待于實驗的驗證。 李建國等 [11]在自行研制的 ZMLMC裝置上得到了高速凝固時超細的胞狀組織，并實現(xiàn)了樹枝狀至超細胞狀界面的轉變過程，從而得到了在較高的溫度梯度下，隨著凝固速度的增大，界面由樹枝狀向超細胞狀轉變的實驗結果。但該理論未能給出在 低速下平面狀失穩(wěn)得到胞晶進而得到樹枝晶后至絕對穩(wěn)定性這一廣闊區(qū)間內(nèi)界面形態(tài)的轉變過程。 MS河南理工大學 2021屆本科畢業(yè)論文 8 穩(wěn)定性理論考慮了界面張力、 S/L界面前沿溶質(zhì)再分配以及界面附近溫度的影響，因而更為完備。成分過冷理論是定向凝固理論的開端，但由于它沒有考慮界面張力和固相溫度梯度等的影響，因此有待于進一步的修正。 Chalmers等 [10]在成分 過冷理論中指出，定向凝固過程中固液界面形態(tài)由 1/GR值決定，當 1/GR△ 01/TD時，為平面狀界面；當 1/GR值逐漸減小時，平界面失穩(wěn)，逐漸發(fā)展為胞狀直至樹枝狀和等軸晶。固液界面形態(tài)是凝固理論研究的重要組成部分，它與最終的凝固組織和內(nèi)部缺陷有密切的聯(lián)系。定向凝固技術還廣泛 用于自生復合材料的生產(chǎn)制造，用定向凝固方法得到的自生復合材料消除了其它復合材料制備過程中增強相與基體間界面的影響，使復合材料的性能大大提高。對于磁性材料，應用定向凝固技術，可使柱狀晶排列方向與磁化方向一致，大大改善了材料的磁性能。 (6)定向凝固技術的應用 應 用定向凝固方法，得到單方向生長的柱狀晶，甚至單晶，不產(chǎn)生橫向晶界，較大地提高了材料的單向力學性能，因此定向凝固技術已成為富有生命力的工業(yè)生產(chǎn)手段，應用也日益廣泛 [9]?？v觀定向凝固技術發(fā)展河南理工大學 2021屆本科畢業(yè)論文 7 的歷史就是溫度梯度和凝固速度不斷提高的歷史。 激光超高溫度梯度快速定向凝固技術存在的主要問題是如何控制熱流的方向使固液界面的生長方向與激光束的掃描方向一致 , 實現(xiàn)傳統(tǒng)意義上的定向凝固 , 目前該工作正在進行之中。 目前激光超高溫度梯度快速定向凝固還處于探索性試驗階段 。 利用激光表面熔凝技術實現(xiàn)超高溫度梯度快速定向凝固的關鍵在于 ：在激光熔池內(nèi)獲得與激光掃描速度方向一致的溫度梯度 。 激光超高溫度梯度快速定向凝固 （ LMC） 能夠獲得比常規(guī)定向凝固包括 ZMLMC技術高得多的溫度梯度和凝固速率 。 此技術目前還處于研究階段 。 同時 ， 冷卻介質(zhì)與鑄件表面直接接觸 ， 增強了鑄件固相的冷卻能力 ， 在固 液界面附近熔體內(nèi)可以產(chǎn)生很高的溫度梯度 ， 使凝固組織超細化 ， 可顯著提高鑄件的表面質(zhì)量和內(nèi)在綜合性能 。 (4)電磁約束成形定向凝固技術 電磁約束成形定向凝固技術 （ DSEMS） 是西北工業(yè)大學傅恒志等人將電磁約束成形技術和高梯度定向技術相結合而提出的新型材料制備技術 。 (3)定向凝固組織形成過程中的晶體生產(chǎn)速度高，組織結構細小，微觀成分偏析程度低，從而使鑄件的各種力學性能大幅度提高。 河南理工大學 2