纳米L12相强化的中熵合金在高温、室温与超低温下都有优异的综合力学性能,还有优异的耐腐蚀与抗氧化性能,在极端环境下应用潜力巨大。焊接作为应用最广的金属连接方法,在现代工业体系中极其重要,良好的焊接性能可为金属大规模工程应用奠定坚实基础。目前,纳米L12相强化的中熵合金相关研究,大多还是针对铸造与轧制方法制备的合金材料,而焊接相关研究较少,不利于其工程应用,高强韧焊接同质与异质接头的制备技术及调控机理亟待深究。
针对高强韧中熵合金的开发与异质焊接问题,广东省科学院中乌焊接研究所、华南理工大学、美国达特茅斯学院等单位科研人员密切合作,先期利用轧制与热处理技术,制备出了具有强韧综合力学性能的超细晶中熵合金(NiCoCr)94Al3Ti3,屈服强度达到了1203MPa,抗拉强度达到了1577MPa,延伸率达到了24%。随后采用电子束焊接与热处理方法,研究了中熵合金与304不锈钢异质接头的组织与力学性能,热处理的异质接头有良好的强韧综合力学性能,接头屈服强度达到了323MPa,抗拉强度达到了670MPa,延伸率达到了24%。接头中Fe元素的混入,导致接头比中熵合金端有更低含量的纳米L12析出相,无其它脆性金属间化合物的形成。相关研究为中熵合金高强韧焊接接头的制备与组织性能调控,提供了新的思路。
相关研究成果发表于国际材料领域权威期刊《Scripta Materialia》,广东省科学院中乌焊接研究所为论文第一单位与通讯单位,彭翰林博士为论文第一作者。该研究获得了广州市对外科技合作项目、广东省重点领域研发计划项目、广东省现代焊接技术重点实验室建设项目和国家重点领域研发计划项目等项目的支持。
论文信息:
1、 Hanlin Peng, Ian Baker, Ling Hu*, Liejun Li*, Superior strength-ductility synergy in a novel tailored nanoparticles-strengthened medium-entropy alloy, Scripta Materialia 207 (2022) 114278.
原文链接:https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2021.114278
2、 Hanlin Peng*, Ian Baker, Yaoyong Yi*, Ling Hu, Weiping Fang, Liejun Li, Bingbing Luo, Ziyi Luo, Dissimilar electron beam welding of the medium-entropy alloy (NiCoCr)94Al3Ti3 to 304 stainless steel, Scripta Materialia 214 (2022) 114659.
原文链接:https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2022.114659
图 电子束焊接中熵合金与304不锈钢异质接头的组织
图 电子束焊接中熵合金与304不锈钢异质接头的力学性能与拉伸断口组织