摘要
高熵合金（High Entropy Alloys，HEAs）以高的强韧性、高的耐磨性、优异的耐蚀性和优异的磁学性能受到科学界的青睐。高熵合金具有良好的鸡尾酒效应，通过调整成分可使其力学性能得到进一步的提高。另外，传统磁性材料具有优异的磁学性能但是可加工性能较差，使得应用受到了限制。含铁元素的高熵合金不仅拥有优异的磁学性能还有着较好的韧性。研究元素含量的改变对合金组织结构与性能的影响，从而优化出综合性能优异的高熵合金成分，这对推动高熵合金在工程材料和磁性材料方面的应用具有重要的理论指导意义。 本研究主要以FeCoCrNiAl系高熵合金为基础，分别调整Cr元素和Al元素的含量，进行成分优化设计。利用水冷铜坩埚真空感应炉熔炼并通过铜模将其吸铸成板状试样，然后对试样进行轧制退火处理。最终得到两种不同状态的试样（铸态试样、冷轧+退火处理的试样）。采用X射线衍射仪、光学显微镜、扫描电子显微镜、万能力学试验机、显微硬度仪、电化学设备、振动样品磁强计以及直流电阻仪分别对合金的结构、微观组织、力学性能、腐蚀性能、磁性能以及电性能进行分析。 结果表明，Fe1.25CoCrxNi1.25Al0.25（x=0.5,0.75,1）以及Fe1.25CoCrNi1.25Alx（x=0.1,0.25,0.4）合金的晶体结构均由单相FCC固溶体构成。合金的晶体结构不随元素含量的变化而改变。在力学实验中，所有铸态合金的屈服强度均在200MPa以下，延伸率在50%以上。经过冷轧变形及退火处理后，合金的强度和硬度随元素含量的增加而增大，但是过量的Al元素会对合金的塑性产生负面的影响。Fe1.25CoCrNi1.25Al0.25的综合力学性能最佳，屈服强度、抗拉强度以及硬度分别为498MPa、770MPa、260HV，延伸率为40%。在电化学实验中，适量的Cr元素使得合金在电化学腐蚀过程中形成了较为致密的氧化膜，从而提高了合金的耐蚀性。冷轧及退火后的Fe1.25CoCr0.75Ni1.25Al0.25合金在0.5mol/L H2SO4溶液和3.5%NaCl溶液中的电流密度分别为4.27×10-7A/cm2、1.96×10-6A/cm2，表现出较为优异的耐蚀性能。在磁学实验中，Cr元素含量的减少有助于提高合金的软磁性能。冷轧及退火后的Fe1.25CoCr0.5Ni1.25Al0.25合金矫顽力为1.26Oe，饱和磁化强度约为51.29emu/g，表现出优异的软磁性能，同时，合金的延伸率高达62%，具有较好的可加工性能。
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