高熵合金FeCoNiTi的微观组织演变和强韧化行为
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编辑：中冶有色网
来源：刘怡,徐康,涂坚,黄灿,吴玮,谭力,张琰斌,尹瑞森,周志明
2024-04-09 15:35:14
现代工业的发展对金属材料性能的要求不断提高，以一种或两种金属元素为主的传统合金材料不能满足要求
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”材料的设计概念，并将其命名为高熵合金(High-entropy alloys, HEAs)[1]
高熵合金打破传统合金以一种或两者元素为主的设计理念而是多种元素的混合，各元素的百分比为5%~35%，形成单相固溶体
高熵合金具有许多优异的性能，例如：高强度，高室温韧性，以及高耐磨性，耐蚀性和热稳定性[2,3,4,5,6]
但是怎样在实现合金高强度的同时保证其延展性，一直是研究者们的追求目标
合金材料的强韧化机制，有固溶强化[7]，细晶强化[8,9]，弥散强化[10]，相变诱导塑性机制[11,12]等
为了优化高熵合金强韧化，可综合考虑上述机制
第一，对高熵合金进行退火、时效、轧制等工艺处理
例如，对AlCrFeNi2Ti0.5高熵合金进行退火处理后，其强度提高了600 MPa，压缩应变提高了2倍[13]
第二，在单相高熵合金基体中加入少量的金属元素析出第二相，以提高其强度
例如，在CoCrFeNi合金中加入微量Al和Ti并进行固溶和轧制处理，在γ基体中析出Ni3(Ti,Al)纳米晶使合金的屈服强度提高3~5倍[10]
第三，设计双相高熵合金
研究发现，单相固溶结构的高熵合金不如双相高熵合金具备综合的力学性能[9,12]
例如，单相FCC(Face-centered cubic, FCC)结构的高熵合金通常具有较好室温塑性和较低的强度[14]，而单相体心立方结构(Body-centered cubic, BCC)高熵合金常具有较高的硬度和较低的塑性变形能力[15]
对此，Wang等[16]设计的有序BCC(B2)和无序BCC双相结构Al0.7CoCrFe2Ni高熵合金，具有较高的强度及塑性
另外，BCC+FCC双相NiFeCrMoW高熵合金的主要相结构由BCC转变为FCC时发生脆性到韧性的转变，使材料的塑性提高[17]
鉴于此，本文以单一FCC结构的FeCoNi作为基体材料，添加钛(Ti)原子形成FeCoNiTi双相高熵合金
大原子尺寸Ti原子的加入，有利于形成BCC和/或Laves结构[18]
根据晶体结构性质，FCC结构比较“软”，易滑移，可提供塑性；而Laves结构较“硬”，可提供强度
因此，本文在Fe
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2025年05月23日 ~ 25日 
