【摘 要】
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本文采用感应熔炼工艺制备了富铜FeCoNiCux高熵合金,对比选取具有最优性能的FeCoNiCu2.0高熵合金作为基体,制备了原位TiC、Ti B2颗粒增强富铜FeCoNiCu2.0高熵合金。并在基体FeCoNiCu2.0的基础上加入了合金元素V、Nb,研究其组织形貌和力学性能。此外,本文对TiC/FeCoNiCu2.0复合材料进行了摩擦磨损性能研究。显微组织分析表明,FeCoNiCux高熵合金的
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本文采用感应熔炼工艺制备了富铜FeCoNiCux高熵合金,对比选取具有最优性能的FeCoNiCu2.0高熵合金作为基体,制备了原位TiC、Ti B2颗粒增强富铜FeCoNiCu2.0高熵合金。并在基体FeCoNiCu2.0的基础上加入了合金元素V、Nb,研究其组织形貌和力学性能。此外,本文对TiC/FeCoNiCu2.0复合材料进行了摩擦磨损性能研究。显微组织分析表明,FeCoNiCux高熵合金的晶间区域有大量铜偏析。对于TiC/FeCoNiCu2.0、Ti B2/FeCoNiCu2.0复合材料,不同含量的增强体对显微组织的影响较大。增强体体积分数为10 vol%时,TiC/FeCoNiCu2.0复合材料具有最佳的显微组织。增强体体积分数为5 vol%时,Ti B2/FeCoNiCu2.0复合材料具有最佳的显微组织。对于NbxFeCoNiCu2.0及VxFeCoNiCu2.0高熵合金,组织形貌为简单的树枝晶组织。预制块反应机理的研究表明,Ti-C-Cu体系中第一步生成Cu4Ti,第二步Cu4Ti分解Ti原子与C原子结合生成TiC。这两步表观活化能分别为143.0 k J/mol和279.0 k J/mol。预制块Ti-B-Ni体系中发生了三步化学反应,可以生成Ti B2,表观活化能分别为499.5k J/mol、1467.2 k J/mol和1678.5 k J/mol。拉伸力学性能研究表明,FeCoNiCu2.0高熵合金具有最优极限抗拉强度473 MPa,延伸率43.0%。加入适当含量的增强体和合金元素Nb可以显著提高高熵合金的强度,V元素对材料性能影响较小。10 vol%TiC/FeCoNiCu2.0复合材料体系具有最佳拉伸性能,极限抗拉强度为698 MPa,相比基体提升了47.6%,延伸率降至25.6%,拉伸断口为明显韧性断裂特征。摩擦磨损性能研究表明,增强体体积分数为10 vol%TiC时,复合材料的耐磨性最好。不同增强体体积分数（5 vol%、10 vol%）的复合材料磨损量随载荷和滑动速度的增加而增加,摩擦系数随载荷、滑动速度的增大有所下降,磨损机制主要为磨粒磨损和粘着磨损两种。
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