高熵合金FeCoNiTi的微觀組織演變和強韌化行為
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編輯：中冶有色網
來源：劉怡,徐康,涂堅,黃燦,吳瑋,譚力,張琰斌,尹瑞森,周志明
2024-04-09 15:35:14
現代工業的發展對金屬材料性能的要求不斷提高，以一種或兩種金屬元素為主的傳統合金材料不能滿足要求
因此，有必要研制新型合金材料
2004年Yeh首次提出“多主元合金”材料的設計概念，并將其命名為高熵合金(High-entropy alloys, HEAs)[1]
高熵合金打破傳統合金以一種或兩者元素為主的設計理念而是多種元素的混合，各元素的百分比為5%~35%，形成單相固溶體
高熵合金具有許多優異的性能，例如：高強度，高室溫韌性，以及高耐磨性，耐蝕性和熱穩定性[2,3,4,5,6]
但是怎樣在實現合金高強度的同時保證其延展性，一直是研究者們的追求目標
合金材料的強韌化機制，有固溶強化[7]，細晶強化[8,9]，彌散強化[10]，相變誘導塑性機制[11,12]等
為了優化高熵合金強韌化，可綜合考慮上述機制
第一，對高熵合金進行退火、時效、軋制等工藝處理
例如，對AlCrFeNi2Ti0.5高熵合金進行退火處理后，其強度提高了600 MPa，壓縮應變提高了2倍[13]
第二，在單相高熵合金基體中加入少量的金屬元素析出第二相，以提高其強度
例如，在CoCrFeNi合金中加入微量Al和Ti并進行固溶和軋制處理，在γ基體中析出Ni3(Ti,Al)納米晶使合金的屈服強度提高3~5倍[10]
第三，設計雙相高熵合金
研究發現，單相固溶結構的高熵合金不如雙相高熵合金具備綜合的力學性能[9,12]
例如，單相FCC(Face-centered cubic, FCC)結構的高熵合金通常具有較好室溫塑性和較低的強度[14]，而單相體心立方結構(Body-centered cubic, BCC)高熵合金常具有較高的硬度和較低的塑性變形能力[15]
對此，Wang等[16]設計的有序BCC(B2)和無序BCC雙相結構Al0.7CoCrFe2Ni高熵合金，具有較高的強度及塑性
另外，BCC+FCC雙相NiFeCrMoW高熵合金的主要相結構由BCC轉變為FCC時發生脆性到韌性的轉變，使材料的塑性提高[17]
鑒于此，本文以單一FCC結構的FeCoNi作為基體材料，添加鈦(Ti)原子形成FeCoNiTi雙相高熵合金
大原子尺寸Ti原子的加入，有利于形成BCC和/或Laves結構[18]
根據晶體結構性質，FCC結構比較“軟”，易滑移，可提供塑性；而Laves結構較“硬”，可提供強度
因此，本文在Fe
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我是此專利(論文)的發明人(作者)
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2025年08月07日 ~ 09日 
