【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及高熵合金及增材制造，尤其涉及通過激光粉末床熔化工藝制備性能梯度高熵合金的方法及其材料和應用。
技術介紹
1、功能梯度材料在現代工程，尤其是航天飛行器的推進系統中，發揮了重要作用。傳統材料無法同時滿足不同部位對力學性能和熱性能的高要求。激光粉末床熔化(lpbf)作為一種快速成型技術，具有逐層熔化預鋪設粉末的優勢，可以實現復雜構件的制造。然而，通過lpbf工藝制備功能梯度材料由于制備成分梯度粉末床需要進行設備改造，存在一定挑戰。若是在不改變混合粉末成分的情況下實現梯度性能的調控更是存在困難。目前的研究表明，通過調整激光參數可以在制備過程中改變異質粉末元素之間的混合實現原位合金化，但應用lpbf實現高精度和功能梯度的材料仍然具有較大難度。
技術實現思路
1、針對上述現有技術存在的諸多問題，本專利技術提供通過激光粉末床熔化工藝制備性能梯度高熵合金的方法及其材料和應用，本專利技術通過將增強相形成元素粉末與基體元素粉末混合，并在激光粉末床熔化過程中，通過調整激光功率、掃描速度、掃描間隔和鋪粉層厚度，調節相形成元素與基體粉末的混合均勻度，即調節相形成元素在微米尺度上的分布，實現增強相的含量調節。這一方法不僅能夠調控元素混合的均勻性，還通過控制微觀結構實現了力學性能的調節，成功制備出性能梯度的高熵合金材料。該材料在航天器燃燒室壁等高需求應用場景中表現出優異的綜合性能。
2、通過激光粉末床熔化工藝制備性能梯度高熵合金的方法，包括以下步驟：
3、將增強相的形成元素
4、優選的，所述增強相形成元素粉末為純al粉末、alni粉末或alsi10mg粉末，粒度范圍為30-150μm。
5、優選的，所述基體元素粉末的粒度范圍為10-150μm。
6、優選的，增強相的含量通過激光功率、激光掃描速率、激光掃描間隔和鋪粉層厚度進行調節。
7、優選的，所述激光加工參數包括激光功率80w至300w，激光掃描速率500mm/s至3000mm/s，激光掃描間隔40μm至160μm，鋪粉層厚度30μm至120μm。
8、一種性能梯度高熵合金材料，通過改變激光粉末床熔化工藝加工參數原位調節增強相的含量制備而成，其中增強相為體心立方相bcc相，基體為面心立方相fcc相，增強相的含量為0％至30％。
9、優選的，所述材料的力學性能包括屈服強度和斷裂強度，屈服強度在559mpa至676mpa之間，斷裂強度在745mpa至863mpa之間。
10、一種功能梯度高熵合金的應用，所述高熵合金用于航天器的燃燒室壁材料，能夠同時承受極高的溫度和極低的溫度。
11、優選的，所述高熵合金材料通過改變激光粉末床熔化工藝加工參數調節熔池微區中al原子與基體原子混合的均勻性調節增強相的含量，從而實現材料的梯度性能。
12、優選的，所述高熵合金材料通過調節激光功率、掃描速率、激光掃描間隔和鋪粉層厚度實現功能梯度，從而在不同溫度下保持優異的力學性能。
13、相比于現有技術，本專利技術的優點及有益效果在于：
14、本專利技術通過激光粉末床熔化工藝調節激光功率、掃描速度、掃描間隔和鋪粉層厚度等參數，實現了高熵合金材料中增強相含量的調節，進而調控材料的力學性能和微觀結構，使得材料在不同區域具有不同的性能梯度。
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1.通過激光粉末床熔化工藝制備性能梯度高熵合金的方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述增強相形成元素粉末為純Al粉末、AlNi粉末或AlSi10Mg粉末，粒度范圍為30-150μm。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述基體元素粉末的粒度范圍為10-150μm。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，增強相的含量通過激光功率、激光掃描速率、激光掃描間隔和鋪粉層厚度進行調節。
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述激光加工參數包括激光功率80W至300W，激光掃描速率500mm/s至3000mm/s，激光掃描間隔40μm至160μm，鋪粉層厚度30μm至120μm。
6.一種性能梯度高熵合金材料，其特征在于，通過改變激光粉末床熔化工藝加工參數原位調節增強相的含量制備而成，其中增強相為體心立方相BCC相，基體為面心立方相FCC相，增強相的含量為0％至30％。
7.根據權利要求6所述的高熵合金材料，其特征在于，所述材料的力學性能包括屈服強度和斷裂強度，
8.一種功能梯度高熵合金的應用，其特征在于，所述高熵合金用于航天器的燃燒室壁材料，能夠同時承受極高的溫度和極低的溫度。
9.根據權利要求8所述的應用，其特征在于，所述高熵合金材料通過改變激光粉末床熔化工藝加工參數調節熔池微區中Al原子與基體原子混合的均勻性調節增強相的含量，從而實現材料的梯度性能。
10.根據權利要求8所述的應用，其特征在于，所述高熵合金材料通過調節激光功率、掃描速率、激光掃描間隔和鋪粉層厚度實現功能梯度，從而在不同溫度下保持優異的力學性能。
...【技術特征摘要】
1.通過激光粉末床熔化工藝制備性能梯度高熵合金的方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述增強相形成元素粉末為純al粉末、alni粉末或alsi10mg粉末，粒度范圍為30-150μm。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述基體元素粉末的粒度范圍為10-150μm。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，增強相的含量通過激光功率、激光掃描速率、激光掃描間隔和鋪粉層厚度進行調節。
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述激光加工參數包括激光功率80w至300w，激光掃描速率500mm/s至3000mm/s，激光掃描間隔40μm至160μm，鋪粉層厚度30μm至120μm。
6.一種性能梯度高熵合金材料，其特征在于，通過改變激光粉末床熔化工藝加工參數原位調節增強相的含...
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