摘 要摘 要高熵合金作为新型的合金材料，拥有众多的传统合金所不具备的优良性能，比如具有高硬度、高耐磨性、高腐蚀性和高强度等。本论文试验主要研究CoCrCuxFeNiTi0.3高熵合金的摩擦磨损行为，利用扫描电子显微镜、维氏显微硬度计、X射线衍射仪对铸态合金组织、硬度及相组成进行分析，摩擦磨损实验所用试样是将原铸态小块状试样在高频感应炉中重熔4次后，再线切割而成。分别采用5N、10N、15N和20N的载荷进行摩擦磨损测试，从而研究分析不同载荷对高熵合金摩擦系数的影响。再利用共聚焦显微镜观察合金的磨损表面形貌，再利用软件将其绘成3D图，这样可以更好的研究分析合金的磨损程度，根据得到的数据计算合金的摩擦系数，绘制成曲线图。研究结果表明，高熵合金的摩擦系数随着载荷的增加而降低，说明高熵合金的耐磨性较好；对合金的磨痕进行分析，发现磨痕表面宽度变大，说明高熵合金的磨损率减少，这有两个原因，可能是由于高熵合金良好的力学性能有关，也有可能是发生了粘着磨损。这都说明了CoCrCuxFeNiTii0.3高熵合金具有良好的耐磨性能。关键词高熵合金；摩擦磨损；摩擦系数；磨损率
Key words：High entropy alloy；Friction and wear；Coefficient of friction；Wear rate目录
第一章 绪论 1
1.1选题的意义和和实用价值 1
1.2 高熵合金的定义 2
1.3高熵合金的四大效应 2
1.3.1 热力学上的高熵效应 2
1.3.2 结构上的晶格畸变效应 3
1.3.3 动力学上的缓慢扩散效应 4
1.3.4“鸡尾酒”效应 5
1.4 高熵合金的制备方法 5
1.4.1 真空电弧熔炼法 6
1.4.2 真空感应熔炼法 7
1.4.3 激光熔覆法 7
1.4.4 机械合金化法 8
1.5 高熵合金的发展 9
1.5.1 高熵合金的历史背景 9
1.5.2 高熵合金的相关发展 9
1.6 高熵合金的研究现状和未来前景 9
1.7 摩擦磨损概述 10
1.7.1
 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: ￥351916072$ 
摩擦概述 10
1.7.2 摩擦系数 10
1.7.3磨损概述 10
1.7.4 磨损的控制及防护 12
第二章 试验材料及试验方法 13
2.1 试验材料 13
2.2 试验设备 13
2.2.1水磨机 13
2.2.2 金相预磨机 13
2.2.3 高温摩擦磨损试验机 14
2.2.4 共聚焦激光扫描显微镜 15
2.3 试验方法及内容 16
2.3.1 热处理工艺试验 16
2.3.2 对试样进行水磨 16
2.3.2 熔炼合金 16
2.3.3 微观组织分析 16
2.3.4 硬度测试 16
2.3.5 摩擦磨损测试 17
2.3.6 磨痕的3D形貌图绘制 17
第三章 试验结果及分析 18
3.1 铸态组织分析 18
3.2 铸态硬度分析 18
3.3 测定摩擦系数 19
3.4合金的磨损形貌 19
3.4.1 试样一3D形貌图分析 19
结 论 25
致 谢 26
参考文献 27
第一章 绪论
1.1选题的意义和和实用价值
在经济高速发展和资源日益减少的矛盾冲突下，如何的合理利用现有的资源和开发创新是当今人类所追求的目标，寻找新材料代替传统材料变的迫切起来。高熵合金的是在20世纪90年代发展大块非晶合金的时候开发出来的，那时候人们都在寻找一种具有优良玻璃化形成能力的合金。有的人就提出这样一种观点，非晶或者玻璃它的原子混乱度也就是我们所说的熵比较高。我们知道，高熵的合金有高的玻璃化形成的性能。因此就有人提出了高熵混理论。可是，在以后的研究和实验当中，人们发现，高的玻璃化形成能力和高熵并不是都有关联的，还有一个发现就是有的混合高熵合金它可以形成单相固溶体[1]。所以，台湾著名科学家具有高熵合金之父的叶均蔚教授等认为单相固溶体是高混合熵稳定的固溶体，因此叶均蔚教授在1995年提出了高熵合金这个概念，将这种固溶体命名为高熵合金。那么这里就有一个疑问出来了，为什么高混合熵合金它玻璃化的形成能力不高呢？对于这个疑问，张勇教授经过大量的实验研究高混合熵合金，通过合金的原子尺寸差和它的混合焓和混合熵的这三个方面进行了研究分析，通过AdamGibbs方程作出了解释。根据目前的研究分析发现，高熵合金具有高硬度、高强度、高热阻、高耐磨耐腐性和高电阻等优良性能，这些性能是传统合金所不具备的。这使得高熵合金材料有取代常规的金属材料的趋势，成为大块非晶之后又一个研究的热点，在目前的高熵合金研究实验当中，大多数是在铸态下进行性能测试，但是我们知道铸态下的金属材料有不可避免的性能不足的地方，例如由于热胀冷缩会造成空洞和疏松等性能缺陷。在未来的新材料研究和应用当中，高熵合金无疑是最有潜力和发展前景的新材料之一。在实际应用当中，高熵合金由于具有高硬度和良好的塑性和韧性，所以可以应用于高速切削刀具的制造当中。而如果使用普通的高速钢的话，高速钢的塑性和韧性较差容易出现折断和崩刃等失效。高熵合金也可以用作高楼的耐火骨架，在911事件中，纽约双子星的倒塌很大原因就是因为大楼的主体骨架在高温下变形从而倒塌，而高熵合金具有耐高温的性能，这样可以防止在发生火灾的情况下大楼整体倒塌的情况发生，从而避免更多的人员伤亡和财产损失。根据高熵合金的耐腐蚀性能，可以将其用作船舶和海上钻井平台的建造当中，从而减小海水对工件的腐蚀。
1.2 高熵合金的定义
高熵合金最早是由台湾学者叶均蔚教授提出的。他通过实验研究分析高熵合金一般是由五种或者五种以上元素组成的，并按照等原子或接近等原子比构成。为了能设计出更多种类的高熵合金，可以设定每种主元数的含量在535at％范围内。高熵合金的混合熵一般高于它的熔化熵，所以很容易形成高熵固溶体[2]。熵是用来衡量合金混乱程度的物理量，熵越高说明合金体系的混乱程度越大，直接影响合金的热力学的稳定性，高熵合金于传统合金的区别在于混合熵这个重要的热力学特性，高熵合金组元的原子比不同，混合熵也就不同[3,4]。
1.3高熵合金的四大效应
根据现在对于高熵合金的研究发现，高熵合金具有五大效应，分别是：（1）热力学上的高熵效应；（2）动力学上的缓慢扩散效应；（3）结构上的晶格畸变效应；（4）性能上的“鸡尾酒”效应[5]。

原文链接：http://www.jxszl.com/hxycl/jscl/79216.html