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退火工艺对冷轧态CoCrNi中熵合金组织与性能的影响
2024-03-26 | 阅:  转:  |  分享 
  
第 卷 第 期 西 安 工 业 大 学 学 报
4 0 1               V o l . 4 0 N o . 1
                                           
年 月 ’
2 0 2 0 2 J o u r n a l o f X i a n T e c h n o l o g i c a l U n i v e r s i t y F e b . 2 0 2 0
: / : / /
D O I 1 0 . 1 6 1 8 5 j . j x a t u . e d u . c n . 2 0 2 0 . 0 1 . 0 1 4 h t t p x b . x a t u . e d u . c n
退 火 工 艺 对 冷 轧 态 中 熵 合 金 组 织 与
C o C r N i

性 能 的 影 响
李 双 元 , 王 宏 , 彭 渝 丽 , 王 军 , 武 上 
   
( 西 安 工 业 大 学 材 料 与 化 工 学 院 , 西 安 )
7 1 0 0 2 1
摘 要 : 为 研 究 冷 轧 态 的 中 熵 合 金 组 织 与 性 能 的 演 变 , 采 用 真 空 电 弧 熔 炼 法 制 备
C o C r N i
   
中 熵 合 金 并 进 行 双 辊 冷 轧 轧 制 , 采 用 不 同 的 热 处 理 工 艺 , 对 冷 轧 后 的 试 样 进 行 退 火 处
C o C r N i
理 。 利 用 扫 描 电 子 显 微 镜 和 射 线 衍 射 仪 分 析 其 组 织 与 结 构 的 变 化 ; 通 过 显 微 硬 度 测 试 和 拉

伸 试 验 研 究 其 性 能 变 化 。 研 究 结 果 表 明 : 中 熵 合 金 冷 轧 后 退 火 处 理 , 没 有 新 相 的 产 生 ,
C o C r N i
依 然 是 单 一 结 构 ; 在 退 火 过 程 中 发 生 了 再 结 晶 现 象 , 当 退 火 温 度 为 时 , 由 于 温 度 较
F C C 9 0 0 ℃
低 , 再 结 晶 发 生 缓 慢 , 随 退 火 时 间 延 长 , 显 微 硬 度 从 降 至 , 屈 服 强 度 从
4 5 6 H V 2 1 5 H V 1 5 7 0
降 至 , 塑 性 从 提 高 至 , 组 织 逐 渐 转 变 为 再 结 晶 后 的 等 轴 晶 ; 当 退 火 温 度
M P a 4 0 0 M P a 5 % 6 9 %
提 高 至 时 , 能 快 速 完 成 再 结 晶 , 退 火 时 , 显 微 硬 度 为 , 屈 服 强 度 和 塑 性
1 0 0 0 ℃ 1 0 m i n 2 1 9 H V
分 别 为 和 , 随 退 火 时 间 延 长 , 组 织 与 性 能 变 化 均 无 明 显 变 化 ; 当 退 火 温 度 继 续 提
3 1 5 M P a 7 1 %
高 至 时 , 由 于 退 火 温 度 较 高 , 再 结 晶 迅 速 完 成 , 退 火 时 , 显 微 硬 度 为 ,
1 1 0 0 ℃ 1 0 m i n 1 9 9 H V
屈 服 强 度 和 塑 性 分 别 为 和 , 随 退 火 时 间 和 温 度 的 增 加 , 发 生 晶 粒 长 大 , 影 响 材 料
3 5 1 M P a 7 7 %
性 能 。
关 键 词 : 中 熵 合 金 ; 冷 轧 ; 退 火 处 理 ; 显 微 组 织 ; 力 学 性 能
 
中 图 号 : 文 献 标 志 码 : 文 章 编 号 : ( )
  T G 1 7 4 . 4           A   1 6 7 3  9 9 6 5 2 0 2 0 0 1  0 9 5  0 7
犈 犳 犳 犲 犮 狋 狅 犳 犃 狀 狀 犲 犪 犾 犻 狀 狅 狀 犕 犻 犮 狉 狅 狊 狋 狉 狌 犮 狋 狌 狉 犲 犪 狀 犱 犘 狉 狅 犲 狉 狋 犻 犲 狊 狅 犳 犆 狅 犾 犱
犵 狆
犚 狅 犾 犾 犲 犱 犆 狅 犆 狉 犖 犻犕 犲 犱 犻 狌 犿 犈 狀 狋 狉 狅 犃 犾 犾 狅
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, , , ,
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犵 狔 犵 犵
( , ’ , ’ , )
S c h o o l o f M a t e r i a l s a n d C h e m i c a l E n i n e e r i n X i a n T e c h n o l o i c a l U n i v e r s i t X i a n 7 1 0 0 2 1 C h i n a
g g g y
: ( )
犃 犫 狊 狋 狉 犪 犮 狋   I n o r d e r t o s t u d y t h e e f f e c t o f a n n e a l i n g p r o c e s s a b o v e t h e r e c r y s t a l l i z a t i o n t e m p e r a t u r e o n

t h e s t r u c t u r e a n d r o e r t i e s o f c o l d r o l l e d C o C r N i m e d i u m e n t r o a l l o t h e v a c u u m a r c m e l t i n m e t h o d
p p ? ? p y y g

w a s u s e d t o r e a r e C o C r N i m e d i u m ? e n t r o a l l o f o r t w i n ? r o l l c o l d r o l l i n a n d d i f f e r e n t h e a t t r e a t m e n t
p p p y y g
收 稿 日 期 :
 2 0 1 9  1 0  0 9
基 金 资 助 : 国 家 自 然 科 学 基 金 ( ) ; 陕 西 省 教 育 厅 重 点 实 验 室 基 金 ( ) ; 陕 西 省 自 然 科 学 基 础 研 究 计 划 项 目 ( ) 。
5 1 6 7 1 1 5 0 1 7 J S 0 5 4 2 0 1 7 J M 5 0 5 7
第 一 作 者 简 介 : 李 双 元 ( ) , 男 , 西 安 工 业 大 学 硕 士 研 究 生 。
1 9 9 4 -
通 信 作 者 简 介 : 彭 渝 丽 ( ) , 女 , 西 安 工 业 大 学 教 授 , 主 要 研 究 方 向 为 铝 镁 基 轻 合 金 材 料 , : 。
1 9 6 3 - E ? m a i l j u p i t e r 1 9 6 3 @ 1 6 3 . c o m
 
引 文 格 式 : 李 双 元 , 王 宏 , 彭 渝 丽 , 等 退 火 工 艺 对 冷 轧 态 中 熵 合 金 组 织 与 性 能 的 影 响 [ ] 西 安 工 业 大 学 学 报 , , ( ) :
. C o C r N i J . 2 0 2 0 4 0 1
9 5 ? 1 0 1 .
, , ,
L I S h u a n g y u a n W A N G H o n g P E N G Y u l i e t a l . E f f e c t o f A n n e a l i n g o n M i c r o s t r u c t u r e a n d P r o p e r t i e s o f C o l d R o l l e d
[] ’ , , ( ) :
C o C r N iM e d i u m ? E n t r o p y A l l o y J . J o u r n a l o f X i a n T e c h n o l o g i c a l U n i v e r s i t y 2 0 2 0 4 0 1 9 5 ? 1 0 1 .西 安 工 业 大 学 学 报 第 卷
                                                                    4 0
9 6
p r o c e s s e s w e r e a d o p t e d t o a n n e a l t h e c o l d ? r o l l e d s a m p l e s . T h e c h a n g e s i n t h e i r m i c r o s t r u c t u r e w e r e

a n a l z e d b s c a n n i n e l e c t r o n m i c r o s c o a n d X r a d i f f r a c t i o n a n d t h e c h a n e s o f t h e i r r o e r t i e s w e r e
y y g p y ? y g p p
s t u d i e d t h r o u h m i c r o h a r d n e s s t e s t a n d t e n s i l e t e s t . T h e r e s u l t s a r e a s f o l l o w s . I n t h e a n n e a l i n
g g
, ,
t r e a t m e n t o f t h e c o l d r o l l e d C o C r N i m e d i u m e n t r o p y a l l o y n o p h a s e t r a n s i t i o n e m e r g e d a n d i t r e m a i n e d a
s i n l e F C C s t r u c t u r e . R e c r s t a l l i z a t i o n o c c u r r e d d u r i n a n n e a l i n r o c e s s . W h e n t h e a n n e a l i n
g y g g p g

t e m e r a t u r ew a s a t 9 0 0 ℃ t h e r e c rs t a l l i z a t i o n o c c u r r e d s l o w l d u e t o t h e l o w e r a n n e a l i n t e m e r a t u r e .
p y y g p
, ,
W i t h a n n e a l i n g t i m e w a s p r o l o n g e d t h e m i c r o h a r d n e s s d e c r e a s e d f r o m 4 5 6 H V f a l l t o 2 1 5 H V t h e y i e l d

s t r e n g t h f e l l f r o m 1 5 7 0 M P a t o 4 0 0 M P a a n d t h e p l a s t i c i t y i n c r e a s e d f r o m 5 % t o 6 9 % . T h e s t r u c t u r e
r a d u a l l t r a n s f o r m e d i n t o e u i a x e d c r s t a l s a f t e r r e c r s t a l l i z a t i o n . W h e n t h e a n n e a l i n t e m e r a t u r e r o s e
g y q y y g p
, ,
t o 1 0 0 0 ℃ t h e r e c rs t a l l i z a t i o n w a s c o m l e t e d u i c k l . W h e n t h e s a m l e w a s a n n e a l e d f o r 1 0 m i n s i t s
y p q y p

m i c r o h a r d n e s s w a s a b o u t 2 1 9 H V i t s y i e l d s t r e n g t h a n d p l a s t i c i t y w e r e 3 1 5 M P a a n d 7 1 % r e s p e c t i v e l y .

W i t h t h e a n n e a l i n r o l o n e d t h e r e w e r e n o o b v i o u s c h a n e s i n i t s s t r u c t u r e a n d r oe r t i e s . W h e n t h e a n n e a l i n
g p g g p p g
, ,
t e m e r a t u r e c o n t i n u e d t o r i s e t o 1 1 0 0 ℃ b e c a u s e o f t h e h i h e r t e m e r a t u r e t h e r e c r s t a l l i z a t i o n w a s
p g p y
, ,
c o m p l e t e d r a p i d l y . A f t e r 1 0 m i n s a n n e a l i n g t h em i c r o h a r d n e s s w a s a b o u t 1 9 9 H V a n d t h e y i e l d s t r e n g t h
a n d t h e p l a s t i c i t y w e r e 3 5 1 M P a a n d 7 7 % r e s p e c t i v e l y . W i t h t h e a n n e a l i n g t i m e a n d t e m p e r a t u r e
, ,
i n c r e a s i n f u r t h e r t h e r a i n b e c a m e l a r e ra f f e c t i n t h e r o e r t i e s o f t h e m a t e r i a l s .
g g g g p p
: ; ; ; ;
犓 犲 狑 狅 狉 犱 狊 m e d i u m e n t r o a l l o sc o l d r o l l i n a n n e a l i n m i c r o s t r u c t u r e m e c h a n i c a l r o e r t
狔   p y y g g p p y
[ ]
1 ? 3
高 熵 合 金 ( , ) 在 退 火 , 其 屈 服 强 度 达 到 了 , 应 变
    H i g h E n t r o p y A l l o y s H E A s 5 0 0 ℃ 1 . 5 G P a
是 由 种 或 种 以 上 金 属 元 素 以 等 原 子 比 或 非 等 为 。 通 过 调 节 退 火 孪 晶 , 得 到 屈 服 强 度 达 到
5 5 4 . 1 %
原 子 比 混 合 而 成 的 单 相 固 溶 体 。 高 熵 合 金 具 有 高 及 塑 性 达 到 的 高 强 度 与 高 塑 性 的
1 G P a 4 5 %
强 度 、 高 硬 度 、 耐 磨 、 耐 腐 蚀 及 高 温 力 学 性 能 特 合 金 。 这 些 研 究 主 要 关 注 合 金 的
C o C r N i C o C r N i
[ ]

点 。 随 高 熵 合 金 组 元 数 量 减 少 形 成 的 中 熵 合 金 变 形 处 理 以 及 变 形 处 理 产 生 的 强 度 显 著 提 高 及 塑
[ ]
5 ? 6
( , ) , 其 结 构 熵 性 剧 烈 下 降 的 现 象 , 很 少 有 涉 及 对 初 始 态
M e d i u m E n t r o A l l o s M E A s C o C r N i
p y y
- 1
在 ( 为 气 体 常 数 , · ) 合 金 的 研 究 , 而 提 高 初 始 态 合 金 的 性 能 可
犚 ~ 1 . 5 犚 犚 犚 ≈ 8 . 3 1 J m o l C o C r N i
[ ]
7 ? 8
之 间 。 文 献 [ ] 表 明 , 合 金 因 优 异 的 以 为 后 续 变 形 研 究 奠 定 基 础 。
9 C o C r N i
低 温 性 能 和 单 一 面 心 立 方 的 晶 体 结 构 被 广 泛 关 注 。 合 金 与 其 他 传 统 合 金 类 似 , 在 熔 炼 和
C o C r N i
目 前 , 相 关 学 者 对 中 熵 合 金 的 研 究 相 对 较 少 , 主 要 浇 注 过 程 中 会 产 生 大 量 缺 陷 , 从 而 影 响 材 料 的 力 学
集 中 在 合 金 的 变 形 处 理 。 合 金 剧 性 能 , 在 研 究 变 形 处 理 之 前 应 该 先 去 除 这 些 缺 陷 。
C o C r N i C o C r N i
烈 变 形 后 可 以 显 著 提 高 合 金 的 屈 服 强 度 , 同 时 牺 牲 常 见 的 去 除 缺 陷 的 方 法 为 通 过 热 变 形 达 到 动 态 再
大 量 塑 性 。 文 献 [ ] 通 过 电 弧 熔 炼 法 制 备 了 结 晶 , 如 热 锻 和 热 轧 。 这 些 方 法 均 在 高 温 下 进 行 ,

中 熵 合 金 , 并 研 究 其 低 温 性 能 。 研 究 结 果 因 此 效 率 低 , 工 艺 复 杂 且 不 能 大 量 制 备 。 冷 轧 可 以
C o C r N i
表 明 : 中 熵 合 金 为 单 一 相 , 其 强 度 与 去 除 缺 陷 , 但 同 时 会 引 入 大 量 加 工 硬 化 现 象 , 经 过
C o C r N i F C C
韧 性 大 于 大 多 数 高 熵 合 金 和 多 相 合 金 。 室 温 下 退 火 后 加 工 硬 化 现 象 消 失 并 发 生 再 结 晶 现 象 , 形 成
中 熵 合 金 抗 拉 强 度 约 为 , 断 后 伸 长 均 匀 的 等 轴 晶 。 本 文 通 过 对 冷 轧 后 的 合
C o C r N i 1 G P a C o C r N i

1 2
率 约 为 , 断 裂 韧 性 值 大 于 · 。 在 金 进 行 不 同 温 度 ( 高 于 再 结 晶 温 度 ) 热 处 理 , 研 究 其
7 0 % 2 0 0 M P a m
低 温 环 境 下 , 中 熵 合 金 的 抗 拉 强 度 提 高 至 组 织 与 性 能 演 变 , 以 期 获 得 高 强 度 、 高 塑 性 的 初 始
C o C r N i
, 断 裂 延 伸 率 提 高 至 , 断 裂 韧 性 值 提 态 中 熵 合 金 。
1 . 3 G P a 9 0 % C o C r N i
1 / 2
高 至 · 。 文 献 [ ] 通 过 等 通 道 转 角
2 7 5 M P a m 1 0
实 验 材 料 及 方 法

 
挤 压 的 方 式 制 备 了 中 熵 合 金 , 研 究 结 果 表
C o C r N i
明 , 由 于 晶 粒 细 化 、 位 错 产 生 、 三 维 孪 晶 结 构 和 使 用 高 纯 度 ( 原 子 百 分 比 ) ,
L C 狓 9 9 . 9 9 % C o C r
? ≥
锁 的 存 在 , 提 高 了 中 熵 合 金 的 力 学 性 能 。 和 金 属 颗 粒 为 原 料 , 用 超 声 波 清 洗 表 面 后 以 等
C o C r N i N i
变 形 后 退 火 处 理 可 进 一 步 提 高 材 料 的 力 学 性 能 。 摩 尔 比 配 料 。 在 氩 气 的 保 护 下 采 用 真 空 电 弧 熔 炼第 期 李 双 元 , 等 : 退 火 工 艺 对 冷 轧 态 中 熵 合 金 组 织 与 性 能 的 影 响
  1                   C o C r N i
9 7
法 制 备 中 熵 合 金 铸 锭 , 合 金 需 反 复 熔 炼 退 火 处 理 , 当 退 火 时 间 为 时 , 显 微 硬 度 分 别
C o C r N i 5 1 0 m i n
次 以 上 以 保 证 成 分 均 匀 。 利 用 冷 轧 机 对 铸 锭 进 行 下 降 至 和 。 这 是 由 于 温 度 升 高 ,
2 1 9 H V 1 9 9 H V
多 道 次 轧 制 , 为 了 防 止 轧 制 变 形 量 过 大 导 致 合 金 开
热 扩 散 速 度 加 快 , 变 形 的 晶 粒 更 快 形 核 并 发 生 长
裂 , 每 道 次 下 压 量 控 制 在 当 前 厚 度 的 以 下 , 直 大 , 随 退 火 时 间 增 加 , 显 微 硬 度 无 明 显 变 化 。
5 %
到 轧 制 后 的 板 材 厚 度 小 于 为 止 。 最 后 将 冷
2 m m
轧 的 样 品 分 别 在 、 和 下 保
9 0 0 ℃ 1 0 0 0 ℃ 1 1 0 0 ℃
温 、 、 和 后 随 炉 冷 却 。
1 0 m i n 3 0 m i n 6 0 m i n 1 2 0 m i n
本 文 将 冷 轧 试 样 和 冷 轧 后 不 同 温 度 及 不 同 时 间 退
火 的 试 样 分 别 标 记 为 , , ,
C R C R 9 0 0 ? 1 0 C R 9 0 0 ? 3 0
, , , ,
C R 9 0 0 6 0 C R 9 0 0 1 2 0 C R 1 0 0 0 1 0 C R 1 0 0 0 3 0
? ? ? ?
, , ,
C R 1 0 0 0 ? 6 0 C R 1 0 0 0 ? 1 2 0 C R 1 1 0 0 0 ? 1 0 C R 1 1 0 0 ?
, 和 。
3 0 C R 1 1 0 0 6 0 C R 1 1 0 0 1 2 0
? ?
采 用 日 本 岛 津 射 线 衍 射 (
X D i f f r a c t i o n o f X
?
, ) 仪 ( 型 号 : ) 对 试 样 进
R a y s X R D L a b X X R D ? 6 0 0 0
行 结 构 分 析 , 扫 描 角 度 为 ( ) , 扫 描 速 度 为
2 0 1 0 0 °

图 不 同 热 处 理 工 艺 下 试 样 的 显 微 硬 度 图

 
- 1
( ) · 。 采 用 沃 伯 特 型 数 显 显 微
4 ° m i n 4 0 2 M V D
F i g . 1   M i c r o h a r d n e s s o f t h e s a m p l e h e a t t r e a t e d
维 氏 硬 度 测 试 仪 进 行 硬 度 测 量 , 载 荷 为 , 保 荷
1 0 0

w i t h d i f f e r e n t p r o c e s s e s
时 间 为 , 为 了 保 证 测 量 的 准 确 性 , 进 行 多 次 测
1 0 s
分 析
2 . 2 X R D
 
量 取 平 均 值 。 采 用 型 电 子 万 能 试
s u n s U T M 5 1 D 5
图 为 不 同 热 处 理 工 艺 下 ( 、 和
2 9 0 0 ℃ 1 0 0 0 ℃
验 机 进 行 拉 伸 实 验 , 测 试 依 据 为 / —
G B T 2 2 8 . 1
退 火 ) 试 样 的 图 。 由 图 可 知 , 冷 轧
1 1 0 0 ℃ X R D 2
, 实 验 前 安 装 型 引 伸
2 0 1 0 3 4 4 2 ? 0 1 0 M ? 1 0 0 M ? S T
后 不 同 温 度 、 不 同 时 间 退 火 的 中 熵 合 金 均
C o C r N i
计 , 原 始 标 距 为 , 引 伸 计 标 距 为 , 应
1 2 m m 1 0 m m
- 3 - 1 为 单 一 结 构 。 文 献 [ ] 研 究 了 中 熵
F C C 1 2 C o C r N i
变 速 率 为 。 采 用 泰 思 肯 型
1 0 s V E G A 3 ? S B H
合 金 高 压 扭 转 后 的 晶 格 结 构 , 结 果 显 示 高 压 扭 转 前
钨 灯 丝 扫 描 电 子 显 微 镜 进 行 组 织 分 析 , 采 用 体 积 比
后 , 退 火 处 理 的 中 熵 合 金 均 为 单 一
C o C r N i F C C
为 的 高 氯 酸 酒 精 溶 液 作 为 抛 光 液 进 行 电 解 抛
1 ∶ 9
结 构 。 由 此 可 知 , 冷 轧 后 退 火 并 未 引 起 相 结 构 的 改
光 , 电 压 为 , 电 子 束 强 度 为 。
2 0 k V 1 6
变 , 组 织 仍 保 持 为 单 相 结 构 。 通 过 分 析 各 衍
F C C
实 验 结 果 与 分 析
2  
射 峰 相 对 强 度 的 变 化 可 知 , 冷 轧 后 退 火 前 与 退 火 后
相 比 , 其 ( ) 晶 面 衍 射 峰 强 度 有 所 下 降 , 说 明 在 冷
1 1 1
维 氏 硬 度 分 析
2 . 1  
[ 1 3 ]
轧 的 过 程 中 产 生 了 很 强 的 织 构 , 在 退 火 过 程 中
图 为 不 同 热 处 理 工 艺 下 试 样 的 显 微 硬 度 图 。

发 生 了 再 结 晶 , 织 构 消 失 , ( ) 晶 面 衍 射 峰 强 度 大
1 1 1
由 图 可 知 , 冷 轧 后 的 试 样 显 微 硬 度 最 高 为
1 4 5 6
幅 度 降 低 。
; 退 火 处 理 , 当 退 火 处 理 时 间 为
H V 9 0 0 ℃ 狋 1 0 m i n
组 织 分 析
2 . 3  
时 , 显 微 硬 度 下 降 至 , 这 是 由 于 冷 轧 过 程
2 5 5 H V
图 为 试 样 热 处 理 后 的 组 织 图 , 其 中 图
中 晶 粒 发 生 滑 移 , 出 现 位 错 的 缠 结 , 使 晶 粒 拉 长 、 破 3 9 0 0 ℃
( ) 为 的 组 织 图 , 从 图 ( ) 可 以 看 出 ,
碎 和 纤 维 化 , 材 料 内 部 出 现 了 大 量 的 加 工 硬 化 , 使 3 a C R 9 0 0 ? 1 0 3 a A
[ ]
1 1
区 域 冷 轧 过 程 中 形 成 的 细 小 晶 粒 组 织 与 区 域 再
硬 度 显 著 提 高 。 在 退 火 过 程 中 , 当 退 火 温 度 高

结 晶 后 的 等 轴 晶 组 织 共 存 。 文 献 [ ] 研 究 了
于 材 料 的 再 结 晶 温 度 时 , 发 生 再 结 晶 现 象 , 变 形 的 9
晶 粒 组 织 逐 渐 转 变 为 等 轴 晶 组 织 , 加 工 硬 化 现 象 逐 中 熵 合 金 室 温 下 的 变 形 , 研 究 结 果 表 明
C o C r N i
中 熵 合 金 室 温 变 形 , 也 有 大 量 变 形 孪 晶 产
渐 消 除 ; 随 退 火 时 间 增 加 到 , 显 微 硬 度 缓 慢 下
1 h C o C r N i
生 。 区 域 由 于 冷 轧 过 程 中 将 铸 态 的 枝 晶 组 织 压
降 至 ; 随 退 火 时 间 继 续 增 加 , 显 微 硬 度 无
2 1 5 H V A
明 显 变 化 。 这 是 由 于 退 火 处 理 , 温 度 较 低 , 碎 , 拉 长 后 形 成 细 小 长 条 状 组 织 , 区 域 已 发 生 部

9 0 0 ℃
再 结 晶 现 象 缓 慢 发 生 , 随 退 火 时 间 延 长 , 逐 渐 发 生 分 再 结 晶 , 开 始 出 现 等 轴 状 晶 粒 。 图 ( ) ( )
3 b ~ 3 d
完 全 再 结 晶 后 硬 度 无 明 显 变 化 ; 和 分 别 为 , 和 的 组 织
1 0 0 0 ℃ 1 1 0 0 ℃ C R 9 0 0 ? 3 0 C R 9 0 0 ? 6 0 C R 9 0 0 ? 1 2 0西 安 工 业 大 学 学 报 第 卷
                                                                    4 0
9 8
图 。 从 图 可 看 出 , 随 着 退 火 时 间 的 延 长 , 冷 轧 后 合 金 的 再 结 晶 温 度 , 在 退 火 过 程 中 , 随 退 火
3 C o C r N i
的 细 小 晶 粒 逐 渐 消 失 , 取 而 代 之 的 是 逐 渐 均 匀 的 等 时 间 的 延 长 , 逐 渐 发 生 完 全 再 结 晶 , 组 织 由 细 小 的
轴 晶 组 织 , 当 退 火 时 间 增 加 到 时 , 其 组 织 晶 粒 逐 渐 转 变 成 均 匀 的 等 轴 晶 组 织 , 图 ( ) 与 图
1 2 0 m i n 3 d
均 匀 且 晶 粒 明 显 大 于 图 ( ) 中 冷 轧 后 的 晶 粒 , 孪 ( ) 相 比 晶 粒 明 显 长 大 。
3 a 3 a
晶 数 量 也 大 幅 度 减 少 , 这 是 由 于 高 于
9 0 0 ℃
图 不 同 热 处 理 工 艺 下 试 样 的 图
2 X R D
 
F i g . 2   X R D S p e c t r u m p a t t e r n s o f t h e s a m p l e h e a t t r e a t e d w i t h d i f f e r e n t p r o c e s s e s
图 试 样 热 处 理 后 的 组 织 图
3 9 0 0 ℃
 
F i g 3   M i c r o s t r u c t u r e i m a g e s o f t h e s a m p l e h e a t t r e a t e d a t 9 0 0 ℃
图 为 试 样 热 处 理 后 的 组 织 图 , 其 中 但 是 与 退 火 的 组 织 相 比 , 晶 粒 发 生 轻 微 的 长
4 1 0 0 0 ℃ 9 0 0 ℃
   
图 ( ) ( ) 分 别 为 , , 大 , 这 是 由 于 退 火 温 度 升 高 至 , 热 扩 散 速 度
4 a 4 d C R 1 0 0 0 1 0 C R 1 0 0 0 3 0 1 0 0 0 ℃
~ ? ?
和 的 组 织 图 。 由 图 可 加 快 , 变 形 的 晶 粒 更 快 形 核 并 长 大 , 仅 退 火
C R 1 0 0 0 ? 6 0 C R 1 0 0 0 ? 1 2 0 4 1 0 m i n
知 , 在 、 退 火 的 组 织 与 即 可 得 到 均 匀 的 组 织 , 随 着 退 火 时 间 的 延 长 , 组 织 无
1 0 0 0 ℃ 1 0 m i n C R 9 0 0 ? 1 2 0
类 似 , 随 着 退 火 时 间 的 延 长 , 组 织 未 发 生 明 显 改 变 , 明 显 变 化 。第 期 李 双 元 , 等 : 退 火 工 艺 对 冷 轧 态 中 熵 合 金 组 织 与 性 能 的 影 响
  1                   C o C r N i
9 9
图 为 试 样 热 处 理 后 的 组 织 图 , 其 中 和 的 组 织 图 。
5 1 1 0 0 ℃ C R 1 1 0 0 ? 6 0 C R 1 1 0 0 ? 1 2 0
图 ( ) ( ) 分 别 为 , ,
5 a 5 d C R 1 1 0 0 1 0 C R 1 1 0 0 3
~ ? ?
图 试 样 热 处 理 后 的 组 织 图
4 1 0 0 0 ℃
 
F i . 4 M i c r o s t r u c t u r e i m a e s o f t h e s a m l e h e a t t r e a t e d a t 1 0 0 0 ℃
g   g p
图 试 样 热 处 理 后 的 组 织 图
5 1 1 0 0 ℃
 
F i . 5 M i c r o s t r u c t u r e i m a e s o f t h e s a m l e h e a t t r e a t e d a t 1 1 0 0 ℃
g   g p西 安 工 业 大 学 学 报 第 卷
                                                                    4 0
1 0 0
由 图 可 知 , 下 退 火 时 , 仅 退 火 , 随 退 火 时 间 的 延 长 , 试 样 的 屈 服 强 度 和
    5 1 1 0 0 ℃ 1 0 1 0 0 0 ℃
就 会 出 现 均 匀 的 组 织 , 随 退 火 时 间 延 长 , 组 织 塑 性 无 明 显 变 化 , 但 是 与 相 比 , 试 样 强
m i n C R 9 0 0 1 2 0
?
无 明 显 变 化 。 与 和 退 火 组 织 对 比 度 有 所 下 降 , 但 塑 性 基 本 无 变 化 , 这 是 由 于
9 0 0 ℃ 1 0 0 0 ℃ 1 0 0 0
可 以 发 现 , 退 火 后 的 晶 粒 发 生 明 显 长 大 ,
退 火 处 理 , 热 扩 散 加 快 , 再 结 晶 现 象 快 速 发 生 , 但
1 1 0 0 ℃ ℃
这 是 由 于 退 火 温 度 继 续 升 高 至 , 再 结 晶 现
是 温 度 还 不 足 以 使 晶 粒 明 显 长 大 。
1 1 0 0 ℃
象 迅 速 发 生 , 完 全 再 结 晶 后 出 现 粒 长 大 的 现 象 , 会
影 响 材 料 性 能 , 这 与 下 退 火 显 微 硬 度 略 低
1 1 0 0 ℃
于 和 的 结 果 一 致 。
1 0 0 0 ℃ 9 0 0 ℃
力 学 性 能 分 析
2 . 4  
图 为 试 样 热 处 理 后 的 应 力 应 变 ( )
6 9 0 0 ℃
? σ ? ε
曲 线 图 , 由 图 可 知 , 冷 轧 后 屈 服 强 度 可 达
6 1 5 7 0
, 但 塑 性 只 有 , 这 是 由 于 冷 轧 属 于 剧 烈 塑
M P a 5 %
性 变 形 , 会 引 入 大 量 加 工 硬 化 现 象 , 大 幅 度 提 高 强
度 的 同 时 会 损 失 大 量 塑 性 。 的 屈 服 强 度
C R 9 0 0 1 0
?
为 , 塑 性 为 ; 的 屈 服 强 度
4 7 0 M P a 4 9 % C R 9 0 0 3 0
?
为 , 塑 性 为 ; 的 屈 服 强 度
4 1 5 M P a 5 3 % C R 9 0 0 6 0
?
图 试 样 热 处 理 后 的 应 力 应 变 曲 线
7   1 0 0 0 ℃ ?
为 , 塑 性 为 ; 的 屈 服 强 度
4 1 0 M P a 6 1 % C R 9 0 0 ? 1 2 0
F i . 7 S t r a i n s t r e s s c u r v e s o f t h e s a m l e
g   ? p
为 , 塑 性 为 。 由 此 可 见 , 在 下
4 0 0 M P a 6 9 % 9 0 0 ℃
h e a t t r e a t e d a t 1 0 0 0 ℃
退 火 时 , 随 退 火 时 间 的 延 长 , 试 样 的 屈 服 强 度 逐 渐
图 为 试 样 热 处 理 后 的 应 力 应 变 曲
    8 1 1 0 0 ℃ ?
降 低 , 而 塑 性 逐 渐 提 高 , 这 是 由 于 在 下 发 生
9 0 0 ℃
线 , 由 图 可 知 , 的 屈 服 强 度 为
8 C R 1 1 0 0 ? 1 0 3 5 1
了 从 部 分 再 结 晶 到 完 全 再 结 晶 的 过 程 , 冷 轧 过 程 中
, 塑 性 为 ; 的 屈 服 强 度 为
M P a 7 7 % C R 1 1 0 0 ? 3 0 3 4 6
产 生 的 加 工 硬 化 逐 渐 消 失 , 强 度 逐 渐 降 低 , 塑 性 逐
, 塑 性 为 ; 的 屈 服 强 度 为
M P a 7 2 % C R 1 1 0 0 ? 6 0 3 0 7
渐 增 加 。
, 塑 性 为 ; 的 屈 服 强 度 为
M P a 6 0 % C R 1 1 0 0 ? 1 2 0 2 9 1
, 塑 性 为 。 由 此 可 见 , 退 火 时 间 继 续 提 高
M P a 5 2 %
至 , 随 退 火 时 间 的 延 长 , 试 样 屈 服 强 度 与
1 1 0 0 ℃
塑 性 均 逐 渐 下 降 , 这 是 由 于 下 退 火 温 度 较
1 1 0 0 ℃
高 , 再 结 晶 现 象 快 速 发 生 , 并 出 现 晶 粒 长 大 现 象 , 影
响 材 料 性 能 。
图 试 样 热 处 理 后 的 应 力 应 变 曲 线
6 9 0 0 ℃
  ?
F i . 6 S t r a i n s t r e s s c u r v e s o f t h e s a m l e
g   ? p
h e a t t r e a t e d a t 9 0 0 ℃
图 为 试 样 热 处 理 后 的 应 力 应 变 曲
7 1 0 0 0 ℃ ?
线 , 由 图 可 知 , 的 屈 服 强 度 为
7 C R 1 0 0 0 1 0 3 1 5
?
, 塑 性 为 ; 的 屈 服 强 度 为
M P a 7 1 % C R 1 0 0 0 3 0 2 8 8
?
, 塑 性 为 ; 的 屈 服 强 度 为
M P a 6 7 % C R 1 0 0 0 6 0 2 7 1 图 试 样 热 处 理 后 的 应 力 应 变 曲 线
? 8   1 1 0 0 ℃ ?
, 塑 性 为 ; 的 屈 服 强 度 为
M P a 6 8 % C R 1 0 0 0 ? 1 2 0 3 0 6 F i . 8 S t r a i n s t r e s s c u r v e s o f t h e s a m l e h e a t
g   ? p
, 塑 性 为 。 由 此 可 见 , 退 火 温 度 提 高 至
M P a 7 1 % t r e a t e d a t 1 1 0 0 ℃第 期 李 双 元 , 等 : 退 火 工 艺 对 冷 轧 态 中 熵 合 金 组 织 与 性 能 的 影 响
  1                   C o C r N i
1 0 1
展 [ ] 材 料 工 程 , ( ) :
J . 2 0 0 9 1 2 7 5 .
结 论

 
, , ,
L I A N G X i u b i n W E I M i n C H E N G J i a n b o e t a l .
    g g
R e a s e r c h P r o r e s s i n A d v a n c e d M a t e r i a l s o f H i h
g g ?
) 冷 轧 后 的 试 样 有 加 工 硬 化 现 象 , 显 微 硬 度

[ ] ,
e n t r o A l l o s J . J o u r n a l o f M a t e r i a l s E n i n e e r i n
p y ? y g g
为 , 冷 轧 后 退 火 可 以 去 除 冷 轧 引 入 的 加 工
4 5 6 H V
( ) : ( )
2 0 0 9 1 2 7 5 . i n C h i n e s e
应 力 , 下 退 火 , 退 火 温 度 较 低 , 再 结 晶 现 象 逐
9 0 0 ℃
[ ] , , ,
5   Y O S H I D A S B H A T T A C H A R J E E T B A I Y e t a l .
渐 发 生 , 退 火 时 , 显 微 硬 度 为 , 退 火
1 0 m i n 2 5 5 H V
F r i c t i o n S t r e s s a n d H a l l ? P e t c h R e l a t i o n s h i p i n
时 间 延 长 至 时 , 显 微 硬 度 降 至 , 退
3 0 m i n 2 3 8 H V
C o C r N i E q u i ? a t o m i c M e d i u m E n t r o p y A l l o y P r o 
火 时 间 继 续 延 长 至 时 , 显 微 硬 度 降 至
1 h 2 1 5 H V c e s s e d b y S e v e r e P l a s t i c D e f o r m a t i o n a n d S u b s e q u e n t
[ ] , , :
后 无 明 显 变 化 ; 退 火 温 度 提 高 至 和 A n n e a l i n g J . S c r i p t a M a t e r i a l i a 2 0 1 7 1 3 4 3 3 .
1 0 0 0 ℃ 1 1 0 0
[ ] , ,
6   L I A N G C H G U O H X Z H E N G R F . T h e E f f e c t o f
, 退 火 时 , 显 微 硬 度 分 别 为 和
℃ 1 0 m i n 2 1 9 H V
F i b r i n o g e n o n t h e C o r r o s i o n B e h a v i o r o f C o C r N i A l 
, 随 退 火 时 间 延 长 无 明 显 变 化 , 这 是 由 于 温
1 9 9 H V
[ ]
l o y s i n P B S S i m u l a t e d B o d y F l u i d J . R a r e M e t a l
度 升 高 热 扩 散 加 快 , 变 形 的 晶 粒 更 快 形 核 并 发 生 长
, , ( ) :
M a t e r i a l s a n dE n g i n e e r i n g 2 0 0 6 3 5 4 5 2 8 .
大 , 发 生 晶 粒 长 大 现 象 , 退 火 后 硬 度 值 明 显 低
2 h
[ ] , , , ,
7   W U Z B E I H O T T O F e t a l . R e c o v e r y R e c r y s t a l l i 
于 退 火 。
9 0 0 ℃

z a t i o n G r a i n G r o w t h a n d P h a s e S t a b i l i t y o f a F a m i l y
) 冷 轧 后 退 火 处 理 无 新 相 的 产 生 , 依 然 是 单

o f F C C ? s t r u c t u r e d M u l t i ? c o m p o n e n t E q u i a t o m i c S o l i d
一 的 结 构 。 退 火 后 发 生 再 结 晶 , 由 于 织 构 的 [ ] , , :
F C C
S o l u t i o n A l l o y s J . I n t e r m e t a l l i c s 2 0 1 4 4 6 1 3 1 .
[ ] , , ,
消 失 导 致 ( ) 晶 面 衍 射 峰 强 度 发 生 显 著 变 化 。 8   Z H A O Y L Y A N G T T O N G Y e t a l . H e t e r o g e n e 
1 1 1
o u s P r e c i p i t a t i o nB e h a v i o r a n d S t a c k i n g ? f a u l t ? m e d i a 
) 冷 轧 过 程 中 引 入 的 加 工 硬 化 现 象 使 试 样 的

t e d D e f o r m a t i o n i n a C o C r N i ? b a s e d M e d i u m ? e n t r o p y
屈 服 强 度 提 高 至 , 塑 性 严 重 损 失 至 ,
1 5 7 0 M P a 5 %
[ ] , , :
A l l o y J . A c t a M a t e r i a l i a 2 0 1 7 1 3 8 7 7 .
在 退 火 的 过 程 中 , 屈 服 强 度 逐 渐 降 低 , 塑 性 逐 渐 提
[ ] , ,
9   G L U D O V A T Z B H O H E N W A R T E R A T H U R S T O N
高 。 退 火 时 , 屈 服 强 度 和 塑 性 分 别
9 0 0 ℃ 1 0 m i n

K V S e t a l . E x c e p t i o n a l D a m a g e ? t o l e r a n c e o f a M e d i u m ?
为 和 , 随 退 火 时 间 延 长 , 屈 服 强 度 缓
4 7 0 M P a 4 9 %
[ ]
E n t r o p y A l l o y C r C o N i a t C r y o g e n i c T e m p e r a t u r e s J .
慢 下 降 , 塑 性 缓 慢 提 高 , 退 火 时 , 屈 服 强 度 为
2 h
, , :
N a t u r e C o m m u n i c a t i o n s 2 0 1 6 7 1 0 6 0 2 .
和 ; 退 火 时 , 屈 服 强 [ ] , , ,
4 0 0 M P a 6 9 % 1 0 0 0 ℃ 1 0 m i n 1 0 D E N G H W X I E Z M Z H A O B L e t a l . T a i l o r i n
  g
度 和 塑 性 分 别 为 和 , 随 退 火 时 间 延 M e c h a n i c a l P r o e r t i e s o f a C o C r N i M e d i u m e n t r o
p ? p y
3 1 5 M P a 7 1 %
A l l o b C o n t r o l l i n N a n o t w i n H C P L a m e l l a e a n d
y y g ?
长 无 明 显 变 化 , 退 火 时 , 屈 服 强 度 和 塑 性 分 别
2h
[ ]
A n n e a l i n T w i n s J . M a t e r i a l s S c i e n c e a n d E n i 
g g
为 和 ; 退 火 时 , 屈 服
3 0 6 M P a 7 1 % 1 1 0 0 ℃ 1 0 m i n
: , , :
n e e r i n A 2 0 1 8 7 4 4 2 4 1 .

强 度 和 塑 性 分 别 为 和 , 由 于 发 生 晶 粒
3 5 1 M P a 7 7 %
[ ] , , ,
1 1 W A N G Z G A O M C M A S G e t a l . E f f e c t o f C o l d
 
长 大 随 退 火 时 间 延 长 , 屈 服 强 度 和 塑 性 均 下 降 , 退 火
R o l l i n o n t h e M i c r o s t r u c t u r e a n d M e c h a n i c a l P r o e r 
g p
时 , 屈 服 强 度 和 塑 性 分 别 为 和 。
2 h 2 9 1 M P a 5 2 %
[ ]
t i e s o f A l C o C r F e N i H i h e n t r o A l l o J .
0 . 2 5 1 . 2 5 1 . 2 5 g ? p y y
: , , :
M a t e r i a l s S c i e n c e a n d E n i n e e r i n A 2 0 1 5 6 4 1 1 6 3 .
g g
参 考 文 献 :
[ ] , , ,
1 2 S A T H I Y A M O O R T H I P M O O N J B A E J W e t a l .
 
[ ] , , ,
1 Y E H J W C H E N S K L I N S J e t a l . N a n o s t r u c t u r e d S u e r i o rC r o e n i c T e n s i l e P r o e r t i e s o f U l t r a f i n e
  p y g p ?

H i h E n t r o A l l o sw i t h M u l t i l e P r i n c i a l E l e m e n t s r a i n e dC o C r N i M e d i u m e n t r o A l l o P r o d u c e d b
g ? p y y p p g ? p y y y
[ ] [ ]
N o v e l A l l o D e s i n C o n c e t s a n d O u t c o m e s J . A d  H i h r e s s u r e T o r s i o n a n d A n n e a l i n J . S c r i t a
y g p g ? p g p
, , ( ) : , , :
v a n c e dE n i n e e r i n M a t e r i a l s 2 0 0 4 6 5 2 9 9 . M a t e r i a l i a 2 0 1 9 1 6 3 1 5 2 .
g g
[ ] , , , [ ] , ,
2 C A N T O R B C H A N G I T H K N I G H T P e t a l . M i  1 3 S A T H I Y A M O O R T H I P B A E J W A S G H A R I
    ?

c r o s t r u c t u r a l D e v e l o m e n t i n E u i a t o m i c M u l t i c o m  R A D P e t a l . A n n e a l i n ? i n d u c e d H a r d e n i n i n H i h ?
p q g g g
[ ] :
o n e n t A l l o s J . M a t e r i a l s S c i e n c e & E n i n e e r i n r e s s u r e T o r s i o n P r o c e s s e d C o C r N i M e d i u m E n t r o 
p y g g p
, , / / : [ ] : ,
A 2 0 0 4 3 7 5 3 7 6 3 7 7 2 1 3 . A l l o J . M a t e r i a l s S c i e n c e & E n i n e e r i n A
p y y g g
[ ] , , , : , :
3   Y E Y F W A N G Q L U J e t a l . H i g h ? e n t r o p y A l l o y 2 0 1 8 7 3 4 3 3 8 .
[ ] , ,
C h a l l e n g e s a n d P r o s p e c t sJ . M a t e r i a l s T o d a y 2 0 1 6
( ) :
1 9 6 3 4 9 .
( 编 辑 、 校 对 潘 秋 岑 )
 
[ ] 梁 秀 兵 , 魏 敏 , 程 江 波 , 等 高 熵 合 金 新 材 料 的 研 究 进
4   .
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(本文系steeltuber首藏)