快速凝固高熵合金的微结构控制及其形成机理

项目名称： 快速凝固高熵合金的微结构控制及其形成机理

项目编号： No.51201072

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 金属材料学科

项目作者： 刘宁

作者单位： 江苏科技大学

项目金额： 25万元

中文摘要： 基于等摩尔比、高混合熵的设计理念，高熵合金具有微结构简单化和纳米化的特点，因而具有优异的性能和广阔的应用前景。本项目以Co、Cr、Cu、Fe、Mn和Ni为主要组成元素，采用深过冷快速凝固技术，制备非平衡凝固高熵合金。通过调整成分配比和控制凝固参量（过冷度），研究凝固组织随合金成分和过冷度的演变规律，明确元素间互溶性、原子半径差、电负性和混合熵等参量与微结构之间的量化关系，提出高熵合金成分设计的理论准则；建立以成分和过冷度为参量的凝固组织和力学性能选择图；借助籽晶触发实验以实现不同微结构高熵合金的可控制备；解析高熵合金各组成元素间的相互作用，揭示凝固组织形成的热力学和动力学机制；设计不同的热处理工艺以研究高熵合金微结构的稳定性。通过上述研究，为高熵合金提供成分设计的依据，实现对高熵合金微观结构的人为控制，揭示高熵合金的组织形成机理，为指导高熵合金的工程应用提供理论依据。

中文关键词： 高熵合金；凝固机理；微观结构；相分离；性能

英文摘要： Based on equimolar ratios and high entropy of mixing, high-entropy alloys have been designed, which possess simple crystal structure and ease of nano-precipitation. This makes high-entropy alloys have excellent properties and great potentials in many applications. In this project, using rapid solidification technique, elements Co, Cr, Cu, Fe, Mn and Ni are selected to prepare undercooled high-entropy alloys. By means of components design and solidification paramater (undercooling) control, the microstructure evolution behavior of high-entropy alloys will be investigated as functions of component and undercooling. Afterthat, quantitative relation between microstructure and intersolubility, differece of atomic radius，electronegativity and entropy of mixing will be established, as a result, the theoritical principle of component design of the high-entropy alloys will be put forward. Additionally, a microstructure and mechanical property selection map of high-entropy alloys will be established as parameters of alloys component and undercooling. On this basis, applying seeds trigger the controllable preparation of the high-entropy alloys with different microstructures can be realized. The interaction of elements which constitute the high-entropy alloys will be explained, and the thermodynamics and kinetics of micros

英文关键词： high-entropy alloys；solidification mechanism；microstructure；liquid-phase separation；properties