本发明涉及高性能合金材料的，具体为一种高体积分数纳米析出增强的中熵合金及其制备方法。
背景技术：
1、高熵合金(heas)于2004年首次报道，是近年来出现的一种具有广泛应用潜力的新型高性能金属材料。heas打破了传统合金单一原理的设计理念，为合金设计提供了新的思路。此外，由于其高混合熵效应、严重的晶格扭曲效应、扩散滞后效应和“鸡尾酒”效应，使得它具有独特的微观结构特征，因此具有许多不同于传统合金的独特性能，例如良好的综合力学性能、超高的耐损伤性、优异的耐腐蚀性和优异的抗辐射性能。
2、在目前众多的heas中，面心立方结构(fcc)的h/mea最受关注，feconi中熵合金(mea)的中间原子比是典型的代表。研究表明feconi中熵合金具有较低的堆垛层错能、存在原子尺度的短程有序、高的晶格摩擦应力和高的孪晶形成能力。在室温和低温下，它表现出位错平面滑移、孪生和相变等多阶段的变形机制。此外，低层错能可使粗晶的feconi合金具有较高的孪晶形成能力，孪晶边界不仅可以细化晶粒，还可以阻碍位错运动，提高位错的存储能力，从而导致较高的应变强化。粗大晶粒的单相feconi中熵合金与fcc纯金属相似，具有较高的延性，但屈服强度有限，限制了其工程应用。因此，在保持高塑性的同时，提高feconi中熵合金的屈服强度是迫切需要解决的关键问题。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种高体积分数纳米析出增强的中熵合金及其制备方法，通过构建具有双相结构的feconi基中熵合金，经过均匀化和热轧两步简单处理，得到了具有等轴fcc软基体和层状l12硬相的异质结构，使中熵合金具有高强度的同时，保持了良好的塑性。
2、本发明是通过以下技术方案来实现：
3、一种高体积分数纳米析出增强的中熵合金，按原子百分比计，包括25～29％ni、24～32％ co、26～36％ fe、9～12％ al和1.0～3.0％ ta。
4、优选的，所述feconi基中熵合金的微观组织为中密度位错的双相结构，包括fcc基体和l12相，fcc基体晶粒尺寸约为3-5.2μm，l12相的体积分数约为58％-68％。
5、优选的，所述中等密度位错为ρ～1014m-2。
6、优选的，所述feconi基中熵合金室温拉伸强度大于1600mpa，屈服强度大于1200mpa，断裂伸长率大于26％。
7、一种高体积分数纳米析出增强的中熵合金的制备方法，包括以下步骤：
8、步骤1、将合金铸锭进行冷轧处理，总变形为60-80％，得到冷轧合金；
9、步骤2、将冷轧合金在1100℃下再结晶，然后水冷使冷轧合金部分再结晶，得到再结晶合金；
10、步骤3、将再结晶合金进行时效处理，得到具有双相异质结构的feconi中熵合金。
11、优选的，步骤1所述合金铸锭的制备方法如下：
12、采用真空电弧熔炼法进行多次熔炼得到铸锭，然后对铸锭进行均质化处理，得到合金铸锭。
13、优选的，所述均质化处理的方法如下：
14、将铸锭在1200～1280℃温度保温1h后，然后水冷至室温，得到均质化铸锭。
15、优选的，步骤2中所述冷轧合金在1100℃下再结晶3～10min。
16、优选的，步骤3所述时效处理的方法如下：
17、将再结晶合金在750℃下时效处理1～3小时。
18、与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
19、本发明公开了一种高体积分数纳米析出增强的中熵合金，通过依据价电子浓度准则的成分设计和简单的两步变形热处理，引入多种协同强化机制，从而实现合金的高强度和高塑性。一般情况下，粗大晶粒的feconi合金由于其fcc结构的晶体学特性，具有多个滑移体系，从而具有较强的塑性变形能力，但其强度十分有限，其屈服强度一般为200mpa。因此为了提高屈服强度，保持良好的塑性，本发明通过成分、工艺和结构设计，引入多种强化机制，使其屈服强度提高了5～6倍。与此同时，合金仍然保留了面心立方基体，使合金的强度提高的同时仍然具有良好的韧性。本发明中的合金在室温下具有优异的力学性能，使feconi基中熵合金屈服强度提高5倍至约1200mpa，抗拉强度提高4倍至约1600mpa，拉伸延伸率为26％。本发明的合金在低温下具有优异的力学性能，feconi中熵合金的屈服强度至1400mpa，抗拉强度2200mpa，具有52％的拉伸延性。基于上述特点，本发明的合金在fcc基的m/heas方面具有巨大的竞争优势，在室温和低温应用方面具有广阔的工程应用前景。
1.一种高体积分数纳米析出增强的中熵合金，其特征在于，按原子百分比计，包括25～29％ni、24～32％co、26～36％fe、9～12％al和1.0～3.0％ta。
2.根据权利要求1所述的一种双相多级异质结构feconi基中熵合金，其特征在于，所述feconi基中熵合金的微观组织为中密度位错的双相结构，包括fcc基体和l12相，fcc基体晶粒尺寸约为3-5.2μm，l12相的体积分数约为58％-68％。
3.根据权利要求2所述的一种高体积分数纳米析出增强的中熵合金，其特征在于，所述中等密度位错为ρ～1014m-2。
4.根据权利要求1所述的一种高体积分数纳米析出增强的中熵合金，其特征在于，所述feconi基中熵合金室温拉伸强度大于1600mpa，屈服强度大于1200mpa，断裂伸长率大于26％。
5.一种权利要求1-4任一项所述的一种高体积分数纳米析出增强的中熵合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的一种高体积分数纳米析出增强的中熵合金的制备方法，其特征在于，步骤1所述合金铸锭的制备方法如下：
7.根据权利要求6所述的一种高体积分数纳米析出增强的中熵合金的制备方法，其特征在于，所述均质化处理的方法如下：
8.根据权利要求5所述的一种高体积分数纳米析出增强的中熵合金的制备方法，其特征在于，步骤2中所述冷轧合金在1100℃下再结晶3～10min。
9.根据权利要求5所述的一种高体积分数纳米析出增强的中熵合金的制备方法，其特征在于，步骤3所述时效处理的方法如下：
