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研究揭示面心立方晶体结构高熵合金强韧化机制

来源: 时间:2021-11-19

  高熵合金由于优异的力学与物理化学性能受到了国内外学界的广泛关注,其复杂强韧化机制保障了高熵合金具有高加工硬化率与稳定塑性变形能力,可打破传统合金存在的强度-韧性关系倒置瓶颈。其中,共格纳米L12相强化的面心立方晶体结构高熵合金,具有优异的高温、常温、低温力学性能,其强韧化机制与塑性变形机制是目前的研究热点。

  近日,省科学院中乌焊接研究所、华南理工大学、美国达特茅斯学院等单位科研人员在前期研究基础上,利用电弧熔炼方法制备了(CoCrNi)94Al3Ti3高熵合金块体,随后利用轧制与热处理获得了纳米L12相(23.2 nm,37%)强化的超细晶(0.61 μm)块体。

  研究表明,该超细晶高熵合金获得了优异的强韧综合力学性能,屈服强度达到了1203 MPa,抗拉强度达到了1577 MPa,延伸率达到了24%。细晶强化对屈服强度的贡献约为339 MPa,析出强化对屈服强度的贡献约为389 MPa。本研究不但通过热机械加工细化了高熵合金组织与提升了高熵合金强韧综合力学性能,同时也为高强韧高熵合金的设计提供了新的思路。

  研究成果于2021年10月发表在国际期刊《Scripta Materialia》上,668866路线中乌焊接研究所彭翰林博士为第一编辑。这项研究得到了广东省协同创新与平台环境建设项目、广东省重点领域研发计划项目等项目的资助。


  图1 (CoCrNi)94Al3Ti3高熵合金拉伸前后组织对比


  图2 (CoCrNi)94Al3Ti3高熵合金拉伸力学性能及与其它合金对比

  论文信息:H.L. Peng, I. Baker, L. Hu, L.J. Li, Superior strength-ductility synergy in a novel tailored nanoparticles-strengthened medium-entropy alloy, Scripta Materialia 207 (2022) 114278.

  原文链接:https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2021.114278

(省科学院中乌焊接研究所/供稿)

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