机械工程学报 ›› 2024, Vol. 60 ›› Issue (22): 76-85.doi: 10.3901/JME.2024.22.076
王颖1,2, 木瑞洁1, 牛士玉1, 孙孔波1, 杨振文1,2
WANG Ying1,2, MU Ruijie1, NIU Shiyu1, SUN Kongbo1, YANG Zhenwen1,2
摘要: 为了实现高熵碳化物陶瓷(High-entropy carbide ceramics,HECs)的大尺寸和复杂形状成形,通过热压烧结成功制备了七种不同组分的HECs,烧结的HECs均为单一岩盐结构的固溶体相,其中,(TiZrHfNbTa)C和(VNbTaMoW)C具有较高的弯曲强度,分别为494 MPa和476 MPa,且(TiZrHfNbTa)C的硬度高于(VNbTaMoW)C。在此基础上,以(TiZrHfNbTa)C为基体,采用TiNi-20at.%Nb合金和FeCoCrNiTi0.2高熵合金(High-entropy alloy,HEA)钎料制备了冶金结合良好的HEC接头。两种液态钎料中的活性Ti元素在HEC表面富集并诱导界面反应,这一过程导致界面的(Ti, Nb)C相和碳化物相(HEC')分别在HEC/TiNiNb/HEC接头和HEC/HEA/HEC接头中形成,由此产生的界面结构分别为HEC/(Ti, Nb)C/(Ti, Nb)2Ni/TiNi/(Ti, Nb)2Ni/(Ti, Nb)C/HEC和HEC/HEC'/HEA'/HEC'/HEC。在1 180 ℃-10 min的钎焊工艺参数下获得的HEC/TiNiNb/HEC接头具有201 MPa的抗剪强度。接头薄弱区为(Ti, Nb)2Ni相及其与(Ti, Nb)C层的界面。与之相比,HEC/HEA/HEC接头表现出更高的抗剪强度(>245 MPa),但其钎焊工艺要求更高的温度(1 400~1 490℃)和更长的时间(30 min)。
中图分类号: