机械设计制造及自动化毕业设计-高熵合金的制造工艺、性能及应用研究.docx

1、本科毕业论文（20 届）高熵合金的制造工艺、性能及应用研究所在学院专业班级 机械设计制造及自动化学生姓名指导教师完成日期诚信声明本人郑重声明：本论文及其研究工作是本人在指导教师的指导下独立完成的，在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。本人签名： 年 月 日毕业设计任务书设计题目： 高熵合金的制造工艺、性能及应用研究 1设计的主要任务及目标1）掌握高熵合金的概念、了解高熵合金和传统合金的区别2）掌握高熵合金的制造工艺。3）掌握高熵合金的性能特点及其应用。通过查阅文献获得高熵合金的具体制造工艺、各种性能指标及应用范围。2设计的基本要求和内容1）查阅 10 篇以上的科技文献。2）完成毕业

2、设计的各项任务3）完成毕业设计的开题答辩、中期检查。4）按照毕业论文的撰写要求完成毕业论文、参加答辩。3主要参考文献1李建忠，张志 多主元高熵合金 FeCoNiCuxA1 微观组织结构和性能J中国材料科技与设备，2008.62李安敏，张喜艳 Al 对 Al-Cr-Cu-Fe-Ni 高熵合金的组织与硬度的影响J热加工工艺，2008，37(4)：26-283高家诚，李锐AlZnSnSbPbMnMg 高熵合金显微组织和耐热性的研究重庆大学材料科学与工程学院。4张林，边秀房.铝硅合金的液相转变j.1995，4进度安排设计（论文）各阶段名称 起 止 日 期1 查阅科技文献，完成开题答辩 2014 年 3

3、 月 3 日2014 年 3 月 16 日2 高熵合金的制造工艺研究 2014 年 3 月 17 日2014 年 4 月 20 日3 高熵合金的性能特点及其应用。 2014 年 4 月 21 日2014 年 6 月 1 日4 整理资料，撰写论文，准备答辩 2014 年 6 月 2 日2014 年 6 月 10 日高熵合金的制造工艺、性能及应用研究摘要: 中国台湾学者首次制备高熵合金的方法是真空电弧炉熔铸法, 而后应用磁控溅射方法制备多主元高功能合金镀膜。近期印度学者应用机械合金化的方法也成功制备了高熵合金。高熵合金可以采用传统的熔铸、锻造、粉末冶金、喷涂法及镀膜法来制作块材、涂层或薄膜, 使其

4、应用多姿多彩。作为一种新型的合金材料，高熵合金表现出许多优良的特性，其中极高的硬度、强度、良好的热稳定性和耐腐蚀性以及良好的塑韧性等是其显著特点。多主元高熵合金表现出与传统合金不同的特性，而且通过不同的元素搭配可获得种类繁多的新型合金。高熵合金不同于传统合金的设计理念为新型合金打开了一扇新的大门，是通向另外一个合金世界的窗口。高熵合金所具有的结构特性和性能特性使其具有广阔的应用前景。关键词：高熵合金，特性，应用 High entropy alloys manufacture process, performance and application researchAbstract:Chines

5、e scholars in Taiwan for the first time the preparation of high entropy alloys is the vacuum arc furnace smelting method, and application of magnetron sputtering method preparation of many principal component function of high alloy coating. The recent Indian scholar application of mechanical alloyin

6、g method has high entropy alloys was successfully achieved. High entropy alloys can be used in a traditional casting, forging, powder metallurgy, spraying and coating method to make a piece of material, coating, or thin film, make its application more colorful.As a new type of alloy material, high e

7、ntropy alloys exhibit many excellent characteristics, including high hardness, strength, good thermal stability and corrosion resistance and good plastic toughness is its salient features. Many principal characteristics of high entropy alloys show different from the traditional alloy, and through di

8、fferent element collocation can obtain a wide variety of new type alloy.Different from traditional high entropy alloy design concept for the new type of alloy opens a new door, leads to another alloy window of the world. Structure features and performance characteristics of high entropy alloys have

9、has the broad application prospect.Keywords: High entropy alloys, characteristics, applicationI目 录1 前言 .11.1 概述 .11.2 论文研究的目的及意义 .21.3 高熵合金的研究现状 .42 高熵合金相关概念 .122.1 高熵合金的定义 .122.1.1 固溶体混合熵的定义 .122.1.2 高熵合金的界定 .132.2 高熵合金的理论依据 .143 高熵合金的制备、性能及应用 .163.1 高熵合金的制备 .163.1.1 激光熔覆熔炼法 .163.1.2 电弧熔炼法 .163.1.3

10、 高频感应炉加热熔炼 .173.1.4 其他熔炼方法 .183.2 高熵合金的性能 .183.3 多主元效应 .203.4 高熵合金的应用 .224 高熵合金涂层的金相组织观察 .25II4.1 仪器介绍 .254.2 金相组织观察 .26结论 .28参考文献 .29致谢 .3011 前言1.1 概述自古以来,金属材料的发展对人类文明就有着极大的影响,人类由石器时代进入铜器时代再进入铁器时代,几千年来一直是把金银铜铁锡等五金当作饰品、器具、工具、武器的主体材料。工业革命后,尤其是近百年来,人类所开发的合金系统犹如雨后春笋,加工技术更是突飞猛进,不但造就了今天工商发达的局面,而且使人类的生活水平

11、大幅提升。目前人类已开发使用的实用合金系共有30余种,每一合金系统皆以1种金属元素为主(一般都超过50%), 随着添加不同合金元素而产生不同的合金。例如以铝为主的铝合金,以铁为主的钢铁材料,以镍为主的超合金,以钛为主的钛合金等。到目前为止,传统合金的配方仍不脱离以1种金属元素为主的观念,人类依此观念配制不同合金,采用不同的制造加工工艺,进而应用到不同的地方,都是在这个框架下发展及改善的。另外,传统合金的发展经验告诉我们,虽然可以通过添加特定的少量合金元素来改善合金的性能,但合金元素种类的过多会导致很多化合物尤其是脆性金属间化合物的出现,从而导致合金性能的恶化,如变脆,此外,也给材料的组织和成分

12、分析带来很大困难,因此合金元素的种类应越少越好。我们不禁要问,大自然是否只给人类30余种有用的合金系统?合金元素越多性能就越差吗?答案是否定的。八年前有中国台湾学者率先跳出了传统合金的发展框架,提出了新的合金设计理念,即多主元高熵合金。所谓多主元高熵合金,或称多主元高乱度合金,就是多种主要元素的合金( 这就是为什么这里用/主元0而不是/组元0的原因),其中每种主要元素都具有高的原子百分比,但不超过35%,因此没有一种元素能占有50%以上,也就是说这种合金是由多种元素集体领导而表现其特色。而且研究表明,多种主元素倾向混乱排列而形成简单的结晶相。因为没有人用过如此多种主元素做出单纯的晶体结构,所以这一发现前所未见。这块处女地不但是一个可合成、加工、分析和应用的新合金世界,也是一个具有学术研究及工业发展潜力