晶粒尺寸对不同层错能Ni-Co-Cr中熵合金变形行为的影响

王冉星; 盛瑞欣; 仝阳

doi:10.13951/j.cnki.37-1213/n.260311

烟台大学学报（自然科学与工程版） ›› 2026, Vol. 39 ›› Issue (3) : 329 -340. DOI: 10.13951/j.cnki.37-1213/n.260311

晶粒尺寸对不同层错能Ni-Co-Cr中熵合金变形行为的影响

王冉星, 盛瑞欣, 仝阳

作者信息 +

Author information +

文章历史 +

摘要

本研究旨在揭示不同层错能条件下晶粒尺寸对面心立方（FCC）Ni-Co-Cr中熵合金中多种缺陷亚结构（位错滑移、层错和变形孪晶）渐进激活与协同演化的调控机制及其对变形行为的影响。选取三种具有不同层错能的单相FCC Ni-Co-Cr合金(Ni₃₀Co₄₅Cr₂₅、Ni₅₀Co₃₂Cr₁₈和Ni₇₀Co₁₉Cr₁₁),系统考察晶粒尺寸对其拉伸行为及渐进变形机制的影响。结果表明，三种合金的屈服强度均符合Hall-Petch关系，其中Ni₃₀Co₄₅Cr₂₅合金具有最高的晶格摩擦应力和Hall-Petch斜率；细晶条件下三种合金的塑性相近，但随晶粒尺寸增大，Ni₃₀Co₄₅Cr₂₅合金表现出更显著的塑性提升。基于其突出的晶粒尺寸效应，进一步对低层错能Ni₃₀Co₄₅Cr₂₅合金进行深入分析。结果发现，该合金中不同变形机制的渐进激活顺序与晶粒尺寸无关，但晶粒尺寸显著影响变形孪晶的体积分数、加工硬化行为及塑性：细晶样品（约4.19μm）的变形机制以位错滑移和层错为主，呈现两阶段加工硬化；当晶粒尺寸增大至约7.07μm时，变形孪晶数量增多，材料转变为三阶段加工硬化，并获得更高塑性；粗晶样品（约32.42μm）中进一步形成分级孪晶结构，加工硬化平台显著延长，断后伸长率最高可达90%。上述发现为调控Ni-Co-Cr基中熵合金的变形响应及优化其力学性能提供了实验与理论依据。