第一作者：高宏亮
通訊作者：蘇海軍
通訊單位：西北工業大學凝固技術國家重點實驗室; 西北工業大學深圳研究院
DOI：https://doi.org/10.1016/j.msea.2024.147770
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近日，西北工業大學蘇海軍教授團隊創新性地采用硼元素(B)微合金化策略，結合激光粉末床熔融技術，成功制備出兼具超高強度與優異塑性的共晶高熵合金。室溫拉伸結果表明，熱處理后B摻雜試樣的屈服強度、抗拉強度和延伸率分別達到1177MPa、1517MPa和17.6%，綜合性能顯著優于同類激光粉末床熔融制備的高熵合金及復合材料。同時發現，B元素的摻雜導致沉積態B摻雜AlCoCrFeNi2.1樣品中B2相體積分數增加，從而在熱處理過程中促進了更多FCC沉淀物的形成，進而維持了試樣高的強度。此外，FCC相體積分數的增加和殘余應力的降低對試樣的塑性產生了積極影響，使其延伸率提升超過兩倍。
2 研究背景
隨著人們對合金成分空間的不斷探索，高熵合金已經從單相合金逐漸拓展至多相合金。共晶高熵合金通過構建微納異質雙相結構，有效解決了金屬材料強度和延展性之間的矛盾。此外，共晶高熵合金還繼承了共晶合金優異的鑄造性能，這為金屬材料的多尺度結構設計和強塑性研究提供了新的途徑?。激光粉末床熔融技術作為一種新型的增材制造技術，它利用粉末床逐層精細鋪粉與激光逐層快速熔化沉積的創新工藝，能夠實現對任意復雜金屬構件的快速成形。同時由于高的溫度梯度和快的冷卻速率，能夠產生超細的凝固組織，進而改善合金的力學性能，這為高性能、高精度金屬構件的成形奠定了堅實的基礎。隨著能源效率的不斷提高，如何實現材料更高強度和更好的延展性以及這兩者之間的平衡已成為工程應用的迫切需求。B作為一種摻雜元素能夠改善合金的力學性能，然而對于激光粉末床熔融成形B元素摻雜共晶高熵合金的激光成形特性以及B元素對共晶高熵合金的強化效果尚不明晰，需要進一步研究。
3 本文亮點
利用激光粉末床熔融技術成形B摻雜共晶高熵合金，并結合熱處理工藝，實現了材料優異強塑性的匹配，進一步拓展了共晶高熵合金激光增材制造的成分設計空間和工程化應用范圍。
4 圖文解析
如圖1(a)所示，所有合金均呈現FCC與B2的雙相結構。在沉積態的B摻雜試樣中，觀察到(111)FCC和(110)B2的衍射峰輕微向低角度偏移(如圖1(a1)
聲明：
“西工大蘇海軍教授團隊：高強塑共晶高熵合金激光增材制造新突破” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究，如用于商業用途，請聯系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發明人(作者)
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編輯：中冶有色網
來源：西北工業大學凝固技術國家重點實驗室;?西北工業大學深圳研究院
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2025年07月09日 ~ 11日 
