本技术涉及一种高熵合金层件及其制备方法,该层件由多个高熵合金层组成,其硬度从内到外递增,适应重载应用。每层包含至少两个亚层,增强结构稳定性和过渡效果。五层结构的高熵合金层展现出优异的耐磨性能。
背景技术
高熵合金(High-entropy alloys)简称HEA,是由五种或五种以上等量或大约等量金属形成的合金。由于高熵合金可能具有许多理想的性质,因此在材料科学及工程上相当受到重视。以往的合金中主要的金属成分可能只有一至两种。例如会以铁为基础,再加入一些微量的元素来提升其特性,因此所得的就是以铁为主的合金。过往的概念中,若合金中加的金属种类越多,会使其材质脆化,但高熵合金和以往的合金不同,有多种金属却不会脆化,是一种新的材料。
高熵合金于二十世纪九十年代被提出,但直到2010年才有许多相关的研究,并逐渐的有相关产品推出,近些年高熵合金产品处于爆发式的增长。
合金呈现多主元高熵效应,能够形成简单的固溶体结构,具有优异的综合性能。目前,高熵合金主要采用真空电弧熔炼和熔铸等方法制备,然而,由于该类方法冷却速度较慢而容易产生成分偏析,而且不易成形复杂结构零件,不利于高熵合金一些实际应用需求。
有鉴于此,增材制造技术是近年出现的主流高熵合金快速成形技术。相对于传统的减材制造工艺,该增材制造技术主要应用离散堆积成形原理,根据3D三维模型数据利用高能量束直接对材料熔化堆积成全密度、高精度的金属零件。这种技术主要特点为零件制备时间短、对复杂结构不敏感、材料利用率高和制造成本低,对于快速制造结构拓扑个性化、成形精度要求高的高熵合金具有很大的优势。
功能梯度材料在单个组件内具有微结构或成分的连续转变,是新一代的创新材料,具有适应特定要求或性能的非凡能力。与传统的复合材料不同,功能梯度材料的不同区域之间的界面有很好的过渡,这恰恰有助于减少机械和热方面的应力集中。
实现思路