论文部分内容阅读
随着航空航天、装备制造以及电气工业等多领域的快速发展,对金属材料要求越来越高,应同时具备多种优异的金属材料性能。铜基复合材料的产生是为了解决常规强化铜手段不能满足其强度与导电性兼备的问题,通过引入第二相来对铜进行强化。高熵合金作为近几年发展起来的新型合金,具有高强度、高硬度和耐高温稳定性等特点,再加上与铜基体天然的金属-金属界面,高熵合金作为铜基复合材料的增强体具有研究价值。激光3D打印技术是近几年发展起来的新型材料制备方法,具有快速成型,操作灵活等优点。本课题采用电弧熔炼制备CuNiCrZrZn0.2和CuNiCrZrAg0.2两种高熵合金,并通过激光3D打印技术和粉末冶金烧结的方式制备高熵合金增强铜基复合材料,制定多种加工工艺,通过金相、SEM、XRD以及力学性能和导电性的测试来研究激光3D打印和烧结工艺对高熵合金增强铜基复合材料组织与性能的影响。通过实验结果得出:烧结工艺在烧结温度为900℃,烧结时间为6h并在烧结前进行预压成型条件下制备的FeNiCrCoMn-1 5 wt.%复合材料成分均匀,组织致密,性能最佳。具体性能参数是维氏硬度74,压缩屈服强度225MPa,导电性为40%IACS;激光3D打印工艺采用送粉速率14g/min、光斑直径3mm、搭接率20%、扫描速度600mm/min和打印功率1400W实验参数下打印大块FeNiCrCoMn-15wt.%复合材料性能最佳,维氏硬度达到135.4,抗拉强度达到381.5MPa,导电率为36.5%IACS。两种制备方法所制备的复合材料与基体相比均有不同程度的提升,激光3D打印所制备的复合材料在力学综合性能上更优异,但导电性方面略低于粉末冶金工艺。