鎢系高熵合金包括W-Mo-Nb-Ta-Ti、W-Ni-Co、W-Co-Cr-Fe-Ni、W-Co-Mo-Ni-V、W-Ti-Al-Mo-Si、W-Mo-Nb-Zr-V等,這些含鎢高熵合金主要是以體心立方結(jié)構(gòu)為主,具有較高的強(qiáng)度,但其常溫下的塑性較差,且?guī)缀醵己懈咧凶踊罨禂?shù)元素如Nb、Mo,這極為不利于未來(lái)在國(guó)際熱核聚變堆中的應(yīng)用。因此,有研究者提出了一種新的生產(chǎn)方法,具體步驟如下:
一、原料方面:
該鎢系高熵合金為W-V-Ti、W-V-Ta、W-Ti-Ta、W-Ti-V-Ta、W-Ti-V-Ta-Re系合金中的一種或多種。
等原子比例的W-V-Ti、W-V-Ta、W-Ti-Ta、W-Ti-V-Ta、W-Ti-V-Ta-Re高熵合金能形成體心立方相。
二、步驟方面:
1)粉體預(yù)燒結(jié):按合金配比稱取粉末原料,并在惰性氣氛中進(jìn)行球磨干混,得到球磨混料;將球磨混料壓制成坯,再在1470~1500℃的真空爐中進(jìn)行燒結(jié),得合金燒結(jié)樣品。
2)合金熔煉:將合金燒結(jié)樣品切割成小塊,并放入電弧熔煉爐的坩堝內(nèi);然后,對(duì)電弧熔煉爐的腔室抽真空至低于9×10-3pa,再向電弧熔煉爐的腔室內(nèi)充入氬氣,并進(jìn)行氬弧熔煉;熔煉結(jié)束后,冷卻至室溫,得初坯;將初坯置于坩堝內(nèi),重復(fù)前述熔煉步驟至少2次,即得鎢系高熵合金。
該生產(chǎn)方法的注意事項(xiàng)如下:
(1)步驟1)中,按合金配比稱取粉末原料,并向滾筒中充入惰性氣體,再將稱取的粉末原料置于充入惰性氣體的滾筒中進(jìn)行球磨干混;將球磨混料壓制成坯,壓制壓力為160~300mpa,壓制時(shí)間為10~800min;在真空爐中進(jìn)行燒結(jié)的燒結(jié)時(shí)間為40~300min。
(2)步驟2)中,對(duì)電弧熔煉爐的腔室抽真空至1×10-5~9×10-3pa,再向電弧熔煉爐的腔室內(nèi)充入0.6~0.8個(gè)大氣壓;氬弧熔煉的電流為300~600a,熔煉時(shí)間1~3min,且熔煉坩堝為銅坩堝,熔煉過(guò)程中需要通冷卻水進(jìn)行冷卻。