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专利号: 2022100688321
申请人: 山东科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-27
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.利用脉冲电流技术提升公斤级AlCoCrFeNi2.1共晶高熵合金力学性能的方法,其特征在于,通过真空中频感应熔炼炉对Al、Co、Cr、Fe、Ni金属进行熔炼,金属完全融化并让合金元素彻底均匀分布,在合金溶体凝固过程中加以脉冲电流实现对公斤级AlCoCrFeNi2.1共晶高熵合金的组织结构和力学性能的调控;

具体包括以下步骤:

①准备工作:按照Al、Co、Cr、Fe、Ni摩尔比分别为1:1:1:1:2.1配置公斤级质量的金属原料;准备一个砂型,砂型内部形成一定空间体积的砂芯,砂芯为长方体结构,其体积与金属原料融化成金属液的体积相适配,再将正、负两根电极水平且对称地插入砂型左、右两侧;两根电极的直径和内长与砂型的大小相适配,各电极的端部露于砂芯中,其露于砂芯中的长度是30mm;

将准备好的砂型进行清理,并将砂型预热至350℃,连接砂型两侧电极至脉冲电流发生装置,并将砂型置于真空熔炼炉中的坩埚的下方,砂芯顶端面的中间有一开口,砂芯的开口正对上方真空熔炼炉的坩埚;

②真空熔炼:对真空熔炼炉进行预加热烘干坩埚内的水蒸气防止对实验产生影响,接着将准备好的Al、Co、Cr、Fe、Ni的金属块按照熔点由高到低依次放入坩埚内,关闭真空中频‑3感应炉的炉门,对炉内进行抽真空至10 Pa,开始加热,加热至全部红热为1400℃后保持功率不变10min使得原料融化,再将熔炼炉功率提高使其达到1650℃待原料完全融化;原料完全融化后,需保持1650℃继续熔炼8min,彻底保证合金元素均匀分布;

③真空浇铸施加脉冲电流:将融化的金属液倒入提前预热至350℃的砂芯中,同时启动脉冲电流发生装置和炉内充氩气;所述脉冲电流的电压800V、频率为20Hz、脉冲处理时间

1200s;

④凝固:待铸锭冷却至室温后从熔炼炉中取出,得到长方体结构的AlCoCrFeNi2.1共晶高熵合金铸锭。

2.根据权利要求1所述的利用脉冲电流技术提升公斤级AlCoCrFeNi2.1共晶高熵合金力学性能的方法,其特征在于,所述步骤①中,采用高压氩气对准备好的砂型进行清理。

3.根据权利要求1所述的利用脉冲电流技术提升公斤级AlCoCrFeNi2.1共晶高熵合金力学性能的方法,其特征在于,得到的AlCoCrFeNi2.1共晶高熵合金的垂直面维氏硬度为

320HV,平行面维氏硬度为322HV,压缩断裂强度为2534MPa,压缩率为44.5%。