具体技术细节
[0004] 为了克服现有技术的上述缺点与不足，本发明的目的在于提供一种以再生铝为主料的超硬铝基高熵合金的制备方法，以再生铝替代传统的纯铝，引入特定含量的Si、Mn、Mg、Fe元素，在大幅度提高铝基高熵合金硬度的同时拥有良好的韧性。
[0005] 本发明的又一目的在于提供上述制备方法制备得到的以再生铝为主料的铝基高熵合金。
[0006] 本发明的目的通过以下技术方案实现：
[0007] 本发明提供一种以再生铝为主料的超硬铝基高熵合金的制备方法，包括以下步骤：
[0008] (1)以再生铝、纯钛、纯钒、纯锆、纯铌为原料，按(M)xTiyVzZrwNbn称量原料；其中，M为再生铝合金，x+y+z+w+n＝1，x＝0.5～0.6，y＝0.15～0.3，z＝0.03～0.07，w＝0.1～0.2，n＝0.03～0.07；
[0009] 所述再生铝合金包含0.2～8wt％的Si，0.2～6wt％的Mg，0.1～0.6wt％的Mn，0.1～0.4wt％的Fe，且Al的含量大于等于90wt％；
[0010] (2)将纯钛、纯钒、纯锆、纯铌放置在熔池中，在氩气气氛下进行电弧熔炼，得到TiVZrNb合金；
[0011] (3)将再生铝合金与步骤(2)得到的TiVZrNb合金置于同一熔池中，在氩气气氛下进行电弧熔炼；
[0012] (4)熔炼完成后，高熵合金在炉内自然冷却，冷却至室温后，将合金铸锭取出；
[0013] (5)步骤(4)得到的合金铸锭在真空环境下进行热处理后，得到超硬铝基高熵合金。
[0014] 优选的，y＝0.18～0.23，z＝0.04～0.06，w＝0.12～0.16，n＝0.04～0.06。
[0015] 优选的，热处理温度为1050～1150℃，时间为10～14h。
[0016] 优选的，所述再生铝合金含有：
[0017]
[0018] 优选的，所述再生铝为A356再生铝合金、5182再生铝合金或5052再生铝合金。
[0019] 优选的，所述A356再生铝合金含有：
[0020]
[0021] 优选的，所述5052再生铝合金含有：
[0022]
[0023] 所述5182再生铝合金含有：
[0024]
[0025] 优选的，步骤(2)所述在氩气气氛下进行电弧熔炼，得到TiVZrNb合金，具体为：
[0026] (2‑1)开启真空泵，抽取真空电弧熔炼炉内空气，使炉内压强小于或等于0.05Pa，关闭真空泵；
[0027] (2‑2)开启氩气瓶，向真空电弧熔炼炉内输入氩气，使炉内压强恒定在0.08～0.12个大气压下；开启真空电弧熔炼炉电源，调节电流强度在150～300A，对混合料进行熔炼；
[0028] (2‑3)重复步骤(2‑2)6～8次；得到TiVZrNb合金。
[0029] 优选的，步骤(3)所述在氩气气氛下进行电弧熔炼，具体为：
[0030] (3‑1)开启真空电弧熔炼炉电源，调节电流强度在150～300A，对混合料进行熔炼；
[0031] (3‑2)重复步骤(3‑1)6～8次。
[0032] 优选的，步骤(4)得到的合金铸锭在真空环境下进行热处理，具体为：进行真空封管操作，然后放置在马弗炉中进行热处理。
[0033] 优选的，步骤(2)所述纯钛、纯钒、纯锆、纯铌和所述再生铝为预处理后的纯钛、纯钒、纯锆、纯铌和再生铝；
[0034] 所述预处理具体为：
[0035] 首先采用磨抛机进行打磨，磨抛机依次采用200目、600目、1500目砂纸精细打磨去除氧化皮；然后进行超声波清洗10～20min。
[0036] 本发明还提供一种以再生铝为主料的超硬铝基高熵合金，由所述的以再生铝为主料的超硬铝基高熵合金的制备方法制备得到。
[0037] 与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：
[0038] (1)本发明的以再生铝为主料的超硬铝基高熵合金的制备方法，以再生铝替代传统的纯铝，在AlTiVZrNb高熵合金中引入少量的Si、Mn、Mg、Fe元素，经热处理后，大幅度提高超硬铝基高熵合金硬度的同时拥有良好的韧性，综合力学性能提升显著，同时拥有良好的耐腐蚀能力。
[0039] (2)本发明的以再生铝为主料的超硬铝基高熵合金的制备方法，首先合成TiVZrNb多组元固溶体，再将再生铝与其混合，由于再生铝中的元素都是以化合态或者固溶态均匀分布在铝基体中，使得进行电弧熔炼时，低沸点元素，比如Mg不易挥发，因此使用再生铝作为主料有利于合金中的元素配比的精确控制；同时，在熔炼过程中，利用再生铝合金中的Si、Mn、Mg之间有很大的负混合焓，导致合金的熵值降低，以此增加内部金属间化合物的形核驱动力，利用降温时自退火效应，析出高密度的形核质点，继而在后续的高温退火处理中，这些形核质点可以迅速促使新的强化相产生。
[0040] (3)本发明的以再生铝为主料的超硬铝基高熵合金的制备方法，在特定的Si、Mn、Mg、Fe元素的含量范围内，经1050～1150℃的热处理后，微观组织显示为排列方向各异的细长的棒状晶粒，且强化相在晶内析出，使得超硬铝基高熵合金同时拥有优异的硬度和韧性，此外减少了Laves相在晶界处析出导致的晶间腐蚀，进一步提高了超硬铝基高熵合金的耐腐蚀性。
[0041] (4)本发明的以再生铝为主料的超硬铝基高熵合金的制备方法，以再生铝替代传统的纯铝，拓宽原料来源，扩大了再生铝的使用范围，大大降低了生产成本。
法律保护范围
涉及权利要求数量10：其中独权2项，从权-2项
1.一种以再生铝为主料的超硬铝基高熵合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)以再生铝、纯钛、纯钒、纯锆、纯铌为原料，按(M)xTiyVzZrwNbn称量原料；其中，M为再生铝合金，x+y+z+w+n＝1，x＝0.5～0.6，y＝0.15～0.3，z＝0.03～0.07，w＝0.1～0.2，n＝
0.03～0.07；
所述再生铝合金包含0.2～8wt％的Si，0.2～6wt％的Mg，0.1～0.6wt％的Mn，0.1～
0.4wt％的Fe，且Al的含量大于等于90wt％；
(2)将纯钛、纯钒、纯锆、纯铌放置在熔池中，在氩气气氛下进行电弧熔炼，得到TiVZrNb合金；
(3)将再生铝合金与步骤(2)得到的TiVZrNb合金置于同一熔池中，在氩气气氛下进行电弧熔炼；
(4)熔炼完成后，高熵合金在炉内自然冷却，冷却至室温后，将合金铸锭取出；
(5)步骤(4)得到的合金铸锭在真空环境下进行热处理后，得到超硬铝基高熵合金。
2.根据权利要求1所述的以再生铝为主料的超硬铝基高熵合金的制备方法，其特征在于，所述再生铝合金含有：
3.根据权利要求1所述的以再生铝为主料的超硬铝基高熵合金的制备方法，其特征在于，所述再生铝为A356再生铝合金、5182再生铝合金或5052再生铝合金。
4.根据权利要求3所述的以再生铝为主料的超硬铝基高熵合金的制备方法，其特征在于，所述A356再生铝合金含有：
5.根据权利要求1所述的以再生铝为主料的超硬铝基高熵合金的制备方法，其特征在于，所述5052再生铝合金含有：
所述5182再生铝合金含有：
6.根据权利要求1所述的以再生铝为主料的超硬铝基高熵合金的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述在氩气气氛下进行电弧熔炼，得到TiVZrNb合金，具体为：
(2‑1)开启真空泵，抽取真空电弧熔炼炉内空气，使炉内压强小于或等于0.05Pa，关闭真空泵；
(2‑2)开启氩气瓶，向真空电弧熔炼炉内输入氩气，使炉内压强恒定在0.08～0.12个大气压下；开启真空电弧熔炼炉电源，调节电流强度在150～300A，对混合料进行熔炼；
(2‑3)重复步骤(2‑2)6～8次；得到TiVZrNb合金。
7.根据权利要求6所述的以再生铝为主料的超硬铝基高熵合金的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述在氩气气氛下进行电弧熔炼，具体为：
(3‑1)开启真空电弧熔炼炉电源，调节电流强度在150～300A，对混合料进行熔炼；
(3‑2)重复步骤(3‑1)6～8次。
8.根据权利要求1所述的以再生铝为主料的超硬铝基高熵合金的制备方法，其特征在于，步骤(4)得到的合金铸锭在真空环境下进行热处理，具体为：进行真空封管操作，然后放置在马弗炉中进行热处理。
9.根据权利要求1所述的以再生铝为主料的超硬铝基高熵合金的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述纯钛、纯钒、纯锆、纯铌和所述再生铝为预处理后的纯钛、纯钒、纯锆、纯铌和再生铝；
所述预处理具体为：
首先采用磨抛机进行打磨，磨抛机依次采用200目、600目、1500目砂纸精细打磨去除氧化皮；然后进行超声波清洗10～20min。
10.一种以再生铝为主料的超硬铝基高熵合金，其特征在于，由权利要求1～9任一项所述的以再生铝为主料的超硬铝基高熵合金的制备方法制备得到。
