通過高熵合金成分(Fe50Mn30Co10Cr10(at%))及工藝調整,在高熵合金中形成相同成分的兩相(FCC及HCP,但化學組成相同),克服了一般金屬材料無法同時提高強度與韌性的問題。合金在晶粒較大時(45微米)具有與目前最成功的單相高熵合金(Fe20Mn20Ni20Co20Cr20 (at%))幾乎相同的應力應變曲線,其強度更是遠高于(Fe37Mn45Co9Cr9 (at%)),而在晶粒細化后(4.5微米),則可同步提高強度與韌性,如圖1。
圖1
合金的高硬度一方面源自高熵合金自身的性質,另一方面由于在受力形變過程中由相變而增加的相界面密度;合金的高韌性則是由于在受力形變過程中的相變(孿晶及馬氏體相變)及位錯滑移。圖2即合金在不同變形量下的相組成以及隨形變量變化的層錯、位錯及孿晶。
圖2
來源:Li Z, Pradeep KG, Deng Y, Raabe D, Tasan CC. Metastable high-entropy dual-phase alloys overcome the strength–ductility trade-off, nature, 2016, 534(7606):227-230.
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