一种高强FeCoNiAlTa多主元合金深冷轧制与热处理方法

本发明属于金属材料，具体涉及一种高强feconialta多主元合金深冷轧制与热处理方法。

背景技术：

1、多主元合金作为一种新型材料，突破了传统合金以单一或两种元素为基体、少量元素合金化的设计思路，凭借其独特的高熵效应，展现出一系列远超常规合金的优异性能，在航空航天关键结构件、核工业极端环境服役材料、生物医用植入器械等高端制造与前沿科技领域展现出广阔的应用前景与巨大的发展潜力，已成为新材料研究与工程应用的重要热点方向。

2、值得注意的是，单一物相构成的多主元合金往往在特定性能维度上面临显著的“倒置关系”瓶颈。具体而言，fcc单相结构的合金通常因滑移系丰富而具备较好的延展性与成形加工能力，但其屈服强度往往相对不足；反之，bcc单相结构的合金虽因较高的晶格摩擦应力而呈现出显著的强度优势，却普遍面临室温塑性储备较低、加工硬化能力欠佳的困境。双相多主元合金巧妙耦合了fcc结构带来的高塑韧性以及bcc结构贡献的高强度，实现二者性能优劣的互补。近期大量研究表明，在特定成分设计与工艺调控下的fcc+bcc双相多主元合金，能够在断裂韧性与流变应力之间实现单相合金难以企及的协同提升与良好平衡。

3、通过热力学或动力学手段诱导可控的固态相变过程，进而精细调控材料内部的相比例、晶粒尺寸、形貌及分布状态，从而达到强度与塑性的优异匹配，已逐渐成为突破强度-塑性传统对立关系的可行技术路径与关键突破口。深入开展基于相变调控的多主元合金双相结构设计及其强韧化机理研究，不仅为突破该类材料自身的性能上限提供了重要理论支撑，也为未来开发面向极端服役环境、兼具高强度和良好塑性的先进结构材料，开辟了新的方法策略。

技术实现思路

1、本发明的目的是在于提供一种高强feconialta多主元合金的深冷轧制与热处理方法，通过时效处理后进行深冷轧制及后续中温短时退火，大幅提高了其室温力学性能。与传统的冷轧工艺相比，本发明所得到的合金在表现出超高的屈服强度和抗拉强度的同时仍保有可观的均匀延伸率。

2、实现本发明目的技术解决方案是这样实现的：

3、第一方面，本发明提供了一种高强feconialta多主元合金的深冷轧制与热处理方法，包括如下步骤：

4、s1采用真空感应熔炼法制备feconialta多主元合金铸锭；

5、s2对所得合金铸锭进行固溶处理；

6、s3在1250±20℃下进行多道次热轧，水淬；再升温至1180℃下保温4min，水淬，在室温下进行多道次冷轧；

7、s4对冷轧后的合金在1180℃下保温4min进行退火处理，水淬；

8、s5对退火后的合金在750℃下保温1h进行时效处理，水淬；

9、s6将时效处理后的合金放入液氮中浸泡，待温度稳定后，从液氮中取出合金立即进行深冷轧制，每道次轧制后将合金重新浸泡在液氮环境下，待温度稳定后重复轧制过程；

10、s7将深冷轧制后的合金在750℃保温1h进行中温短时退火，水淬。

11、进一步的，按原子百分数计，该高强feconialta多主元合金的化学组成为：fe35co29ni24al10ta2（at.%）。

12、进一步的，s1中，以颗粒状或片状的fe、co、ni、al、ta高纯度金属作为原料；纯度≥99.9wt.%。

13、进一步的，s2中，对所得合金铸锭进行固溶处理，是指在真空下经1250℃固溶处理2小时，水淬。

14、进一步的，s3中，多道次热轧的总变形量为60%；多道次冷轧的总变形量为40%。

15、进一步的，s6中，将时效处理后的合金放入液氮中浸泡至少30min，待温度稳定后，从液氮中取出合金立即进行轧制，每道次轧制后将合金重新浸泡在液氮环境下，待温度稳定后重复轧制过程，总变形量为10~30%。

16、与现有技术相比，本发明有益的技术效果是：

17、（1）本发明制备的合金通过深冷轧制和热处理工艺，可以预置“fcc+l12+b2”三相结构，使得合金获得极佳的综合力学性能。

18、（2）本发明方法简单易行，成本低，仅需调整轧制工艺和热处理工艺即可实现合金性能的显著提升，便于大规模的生产和工业应用。

1.一种高强feconialta多主元合金的深冷轧制与热处理方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，按原子百分数计，该高强feconialta多主元合金的化学组成为：fe35co29ni24al10ta2。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，s1中，以颗粒状或片状的fe、co、ni、al、ta高纯度金属作为原料；纯度≥99.9wt.%。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，s2中，对所得合金铸锭进行固溶处理，是指在真空下经1250℃固溶处理2小时，水淬。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，s3中，多道次热轧的总变形量为60%；多道次冷轧的总变形量为40%。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，s6中，将时效处理后的合金放入液氮中浸泡至少30min，待温度稳定后，从液氮中取出合金立即进行轧制，每道次轧制后将合金重新浸泡在液氮环境下，待温度稳定后重复轧制过程，总变形量为10~30%。