高熵合金由于優(yōu)異的力學(xué)與物理化學(xué)性能受到了國內(nèi)外學(xué)界的廣泛關(guān)注,其復(fù)雜強(qiáng)韌化機(jī)制保障了高熵合金具有高加工硬化率與穩(wěn)定塑性變形能力,可打破傳統(tǒng)合金存在的強(qiáng)度-韌性關(guān)系倒置瓶頸。其中,共格納米L12相強(qiáng)化的面心立方晶體結(jié)構(gòu)高熵合金,具有優(yōu)異的高溫、常溫、低溫力學(xué)性能,其強(qiáng)韌化機(jī)制與塑性變形機(jī)制是目前的研究熱點(diǎn)。
近日,省科學(xué)院中烏焊接研究所、華南理工大學(xué)、美國達(dá)特茅斯學(xué)院等單位科研人員在前期研究基礎(chǔ)上,利用電弧熔煉方法制備了(CoCrNi)94Al3Ti3高熵合金塊體,隨后利用軋制與熱處理獲得了納米L12相(23.2 nm,37%)強(qiáng)化的超細(xì)晶(0.61 μm)塊體。
研究表明,該超細(xì)晶高熵合金獲得了優(yōu)異的強(qiáng)韌綜合力學(xué)性能,屈服強(qiáng)度達(dá)到了1203 MPa,抗拉強(qiáng)度達(dá)到了1577 MPa,延伸率達(dá)到了24%。細(xì)晶強(qiáng)化對(duì)屈服強(qiáng)度的貢獻(xiàn)約為339 MPa,析出強(qiáng)化對(duì)屈服強(qiáng)度的貢獻(xiàn)約為389 MPa。本研究不但通過熱機(jī)械加工細(xì)化了高熵合金組織與提升了高熵合金強(qiáng)韌綜合力學(xué)性能,同時(shí)也為高強(qiáng)韌高熵合金的設(shè)計(jì)提供了新的思路。
研究成果于2021年10月發(fā)表在國際期刊《Scripta Materialia》上,廣東省科學(xué)院中烏焊接研究所彭翰林博士為第一作者。這項(xiàng)研究得到了廣東省協(xié)同創(chuàng)新與平臺(tái)環(huán)境建設(shè)項(xiàng)目、廣東省重點(diǎn)領(lǐng)域研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目等項(xiàng)目的資助。
圖1 (CoCrNi)94Al3Ti3高熵合金拉伸前后組織對(duì)比
圖2 (CoCrNi)94Al3Ti3高熵合金拉伸力學(xué)性能及與其它合金對(duì)比
論文信息: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.
原文鏈接:https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2021.114278
(省科學(xué)院中烏焊接研究所/供稿)