本发明属于高熵合金性能强化，具体涉及一种alcocrfeni高熵合金的电火花预烧结快速锻造方法。
背景技术：
1、材料的迭代发展始终匹配着时代与科技进步，现如今，人们通常希望一种材料能够具备多性能潜力。即材料在满足当前工况条件前提条件下，也会要求材料具备适应其他工况条件的特性。譬如，航空发动机涡轮盘材料在启动与巡航阶段往往工作在较低温度条件下，而开启加力燃烧时发动机内的工作温度则会大幅增加；远洋航运轮船常航行在两极航线以及赤道航线，其推进螺旋桨材料需要同时考虑不同海域的使用温度条件以及海水的腐蚀环境；隐身吸波材料则需要结构材料具备一定的磁特性。众所周知，高熵合金具备典型的鸡尾酒效应，这一特性赋予了高熵合金材料极佳的性能潜力。
2、在高熵合金的研究领域中，alcocrfeni是一类被广泛开发的合金材料，以其具备耐腐蚀、抗氧化、耐高温等特点受到众多学者与工程师的广泛关注。然而当下alcocrfeni合金生产制备常使用的熔炼法会导致合金晶粒粗大、组织不均匀并出现枝晶，根据霍尔佩奇关系，这些粗大的枝晶将造成合金的屈服强度下降，力学性能大大减弱。因此，需要探索一种新的alcocrfeni合金制备方法，在均匀化合金成分的同时大幅细化合金晶粒并提升合金的屈服强度。
技术实现思路
1、本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种alcocrfeni高熵合金的电火花预烧结快速锻造方法。该方法采用电火花预烧结与快速热锻造结合的方法，在保持高熵合金中成分元素均匀性的同时又大幅细化了alcocrfeni高熵合金的晶粒尺寸，从而提高了预烧结锻造态alcocrfeni高熵合金的屈服强度，解决了现有熔炼法导致合金晶粒粗大、组织不均匀从而减弱合金力学性能的难题。
2、为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种alcocrfeni高熵合金的电火花预烧结快速锻造方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
3、步骤一、选取气雾化球形alcocrfeni高熵合金粉末为原料；
4、步骤二、将步骤一中选取的气雾化球形alcocrfeni高熵合金粉末进行电火花预烧结，得到圆柱形alcocrfeni高熵预合金；
5、步骤三、采用不锈钢包套将步骤二中的圆柱形alcocrfeni高熵预合金进行真空包套封装，得到包套组合体；所述不锈钢包套的内径与圆柱形alcocrfeni高熵预合金相同，壁厚为2.5mm～5mm；
6、步骤四、将热处理炉升温，随即放入步骤三中的包套组合体并保温，然后将保温后的包套组合体放入空气锻锤下进行快速热锻造，经淬火后得到锻造态alcocrfeni高熵合金铸锭；
7、步骤五、采用电火花切割方法将步骤四中的锻造态alcocrfeni高熵合金铸锭的不锈钢包套去除，得到预烧结锻造态alcocrfeni高熵合金。
8、上述的一种alcocrfeni高熵合金的电火花预烧结快速锻造方法，其特征在于，步骤一所述气雾化球形alcocrfeni高熵合金粉末中各元素为等原子比，粉末粒径d50＝30μm～60μm。更优选的，粉末粒径d50＝45μm。本发明采用该气雾化球形alcocrfeni高熵合金粉末作为原料，结合使用电火花烧结方法，可优化合金中各元素的分布均匀性，并有效避免alcocrfeni高熵合金粉在锻造过程中合金内氧含量升高的现象。
9、上述的一种alcocrfeni高熵合金的电火花预烧结快速锻造方法，其特征在于，步骤二中所述电火花预烧结的真空度不高于10mpa，烧结温度为1000℃～1100℃，模具压力为40mpa～60mpa。
10、上述的一种alcocrfeni高熵合金的电火花预烧结快速锻造方法，其特征在于，步骤三中所述真空包套封装的过程需控制不锈钢包套内的真空度不超过1×10-2mpa。
11、上述的一种alcocrfeni高熵合金的电火花预烧结快速锻造方法，其特征在于，步骤四中将热处理炉升温至1000℃～1100℃，放入包套组合体保温0.5h～1h，且保温过程需到温入炉，所述空气锻锤预先加热，然后将保温后的包套组合体取出立即进行快速热锻造。本发明控制快速热锻造的温度为1000℃～1100℃，结合采用包套及到温入炉、空气锻锤预热的方式，避免了在较低温度下alcocrfeni高熵合金生成有害的σ相而使得该合金的力学性能大大降低，同时避免温度过高因锻造潜热的加持使得alcocrfeni高熵合金温度超过再结晶温度、无法发生再结晶现象。通常，快速热锻造的加热过程需尽量避免在700℃～900℃范围内停留较长时间。
12、上述的一种alcocrfeni高熵合金的电火花预烧结快速锻造方法，其特征在于，步骤四中所述快速热锻造过程中空气锻锤行程区间为300mm～500mm，打击频次不低于200次/min，锻造变形量为60％以上，锻造次数为3次以内。本发明选取空气锻锤进行热锻造，通过控制其工作参数，满足了alcocrfeni高熵合金制备过程中的快速大变形工艺，使得高熵合金内的组织发生动态再结晶现象，大幅细化合金的晶粒，结合后续淬火冷却迅速“冻结”被细化的晶粒，从而保证合金中的晶粒细化程度达到优秀水平，有效提升高熵合金的屈服强度。
13、上述的一种alcocrfeni高熵合金的电火花预烧结快速锻造方法，其特征在于，步骤四中所述淬火为采用水淬快速冷却至室温。通过采用快速水冷，以稳定锻造态alcocrfeni高熵合金铸锭晶内组织形态，避免在冷却过程中出现有害相。
14、上述的一种alcocrfeni高熵合金的电火花预烧结快速锻造方法，其特征在于，步骤五中所述预烧结锻造态alcocrfeni高熵合金的显微组织为亚晶以及超细晶，平均晶粒尺寸不超过5μm，且屈服强度不低于1550mpa。本发明制备的alcocrfeni高熵合金的屈服强度较高，显著优于现有同类型合金的水平。
15、上述的一种alcocrfeni高熵合金的电火花预烧结快速锻造方法，其特征在于，步骤五中所述预烧结锻造态alcocrfeni高熵合金中的氧含量不高于350ppm。
16、上述的一种alcocrfeni高熵合金的电火花预烧结快速锻造方法，其特征在于，对步骤五中所述预烧结锻造态alcocrfeni高熵合金进行机械加工获取圆柱形的alcocrfeni高熵合金金相及压缩试样，试样的取样范围远离不锈钢包套边缘位置，且试样的高度为直径的1.5～2倍。由于靠近不锈钢包套边缘位置的预烧结锻造态alcocrfeni高熵合金中可能含有不锈钢杂质，故通过限定取样范围保证试样质量，且试样的高径比符合常用力学试验机对试样的检测要求。
17、本发明与现有技术相比具有以下优点：
18、1、本发明将电火花预烧结与快速热锻造方法结合，先利用电火花预烧结提升了alcocrfeni高熵合金中成分元素均匀性，然后结合快速热锻造大幅细化了alcocrfeni高熵合金的晶粒尺寸，降低了存在于电火花烧结态alcocrfeni高熵合金中的内部缺陷，显著提高了预烧结锻造态alcocrfeni高熵合金的屈服强度。
19、2、相比于传统熔炼方法，本发明的电火花预烧结与快速热锻造串联的加工方法大大降低了alcocrfeni高熵合金中柱状晶、枝晶的出现，在满足alcocrfeni高熵合金内元素均匀分布的同时，使得合金中发生动态再结晶，进一步提高了alcocrfeni高熵合金晶粒的细化程度，从而提升了预烧结锻造态alcocrfeni高熵合金的屈服强度。
20、3、本发明将电火花预烧结与快速热锻造相结合的方法，既避免了单纯电火花烧结态alcocrfeni高熵合金晶粒粗大、缺陷较多以及因无法快速淬火而被迫在σ有害相成型区间停留过多时间等不利因素，又避免了粉末态alcocrfeni高熵合金直接锻造过程中氧含量急剧上升等问题。
21、4、本发明制备的预烧结锻造态alcocrfeni高熵合金中的平均晶粒低于5μm，屈服强度不低于1550mpa，为相同体系类型的高熵合金屈服强度的再提升提供参考思路。
22、下面通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的详细描述。
1.一种alcocrfeni高熵合金的电火花预烧结快速锻造方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种alcocrfeni高熵合金的电火花预烧结快速锻造方法，其特征在于，步骤一所述气雾化球形alcocrfeni高熵合金粉末中各元素为等原子比，粉末粒径d50＝30μm～60μm。
3.根据权利要求1所述的一种alcocrfeni高熵合金的电火花预烧结快速锻造方法，其特征在于，步骤二中所述电火花预烧结的真空度不高于10mpa，烧结温度为1000℃～1100℃，模具压力为40mpa～60mpa。
4.根据权利要求1所述的一种alcocrfeni高熵合金的电火花预烧结快速锻造方法，其特征在于，步骤三中所述真空包套封装的过程需控制不锈钢包套内的真空度不超过1×10-2mpa。
5.根据权利要求1所述的一种alcocrfeni高熵合金的电火花预烧结快速锻造方法，其特征在于，步骤四中将热处理炉升温至1000℃～1100℃，放入包套组合体保温0.5h～1h，且保温过程需到温入炉，所述空气锻锤预先加热，然后将保温后的包套组合体取出立即进行快速热锻造。
6.根据权利要求1所述的一种alcocrfeni高熵合金的电火花预烧结快速锻造方法，其特征在于，步骤四中所述快速热锻造过程中空气锻锤行程区间为300mm～500mm，打击频次不低于200次/min，锻造变形量为60％以上，锻造次数为3次以内。
7.根据权利要求1所述的一种alcocrfeni高熵合金的电火花预烧结快速锻造方法，其特征在于，步骤四中所述淬火为采用水淬快速冷却至室温。
8.根据权利要求1所述的一种alcocrfeni高熵合金的电火花预烧结快速锻造方法，其特征在于，步骤五中所述预烧结锻造态alcocrfeni高熵合金的显微组织为亚晶以及超细晶，平均晶粒尺寸不超过5μm，且屈服强度不低于1550mpa。
9.根据权利要求1所述的一种alcocrfeni高熵合金的电火花预烧结快速锻造方法，其特征在于，步骤五中所述预烧结锻造态alcocrfeni高熵合金中的氧含量不高于350ppm。
10.根据权利要求1所述的一种alcocrfeni高熵合金的电火花预烧结快速锻造方法，其特征在于，对步骤五中所述预烧结锻造态alcocrfeni高熵合金进行机械加工获取圆柱形的alcocrfeni高熵合金金相及压缩试样，试样的取样范围远离不锈钢包套边缘位置，且试样的高度为直径的1.5～2倍。
