在航空航天产业园的创新路88号车间里,深灰色真空热处理炉正吞吐着首批耐腐蚀高熵合金坯料。技术员张工盯着金相显微镜皱紧眉头——扫描电镜图像显示,CoCrFeNiMn系合金在1180℃固溶处理后,晶界处仍存在带状碳化物偏析,犹如河道中淤积的泥沙,导致后续热轧工序出现微裂纹。这种晶界脆化现象使成品率长期徘徊在83%左右,而客户要求的抗拉强度需稳定达到1250MPa以上。

我们首先改造了西科森真空淬火炉的控温系统,将传统的三段式升温改为五阶梯度升温:400℃前采用50℃/min快速越过回火脆性区,在800-1000℃关键相变区间降速至8℃/min,同时引入20kHz脉冲磁场装置。当炉内温度达到1050℃时,电磁线圈会生成交替震荡的洛伦兹力,使合金元素在亚液态界面产生微区对流。最关键的改进发生在淬火阶段——通过多组电磁阀精确调控氮气流量,使冷却速率在奥氏体转变温度区保持在280℃/s,而在马氏体转变点附近骤降至15℃/s,这种非等比冷却策略成功抑制了晶界Cr23C6碳化物的析出动力学。

工艺升级后,第二批取样检测显示晶粒尺寸从原工艺的45μm细化至12.8μm,EBSD图谱中再结晶比例提升至96.5%。在恒应变速率拉伸试验中,延伸率从18%跃升至32%,更令人惊喜的是,在模拟海洋大气环境的盐雾试验中,试样经过2000小时腐蚀后仍保持金属光泽,点腐蚀深度由原先的15μm降至2.3μm。当前生产线已实现连续72小时稳定运行,每炉处理周期缩短1.8小时,仅能源消耗就降低22%,这批经优化处理的高熵合金将应用于新一代卫星太阳翼铰链机构。
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