非金属强化的双异质结构高熵合金室温和低温的力学行为

王书豪; 杜时雨; 白天祥; 刘笑笑; 张团卫; 王志华

doi:10.16355/j.tyut.1007-9432.20230263

太原理工大学学报 ›› 2025, Vol. 56 ›› Issue (06) : 1124 -1134. DOI: 10.16355/j.tyut.1007-9432.20230263

非金属强化的双异质结构高熵合金室温和低温的力学行为

王书豪, 杜时雨, 白天祥, 刘笑笑, 张团卫, 王志华

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摘要

【目的】针对面心立方（FCC）高熵合金屈服强度较低的缺点，制备了力学性能在室温和低温下保持稳定的高强双异质结构高熵合金。【方法】在CoCrFeNi高熵合金中添加非金属元素（Si、B和N），采用电子探针显微分析和透射电镜等技术手段对合金的微观组织结构和变形机理进行研究。【结果】结果表明：Cr₂B相在均匀化处理过程中会在晶界析出，由于Cr₂B在冷轧过程中对剪切带和位错运动的阻碍，使合金在退火后产生了异质沉淀和异质晶粒的双异质结构；合金在室温和低温下的屈服强度均为1.1 GPa，塑性能够保持在11%，而在低温拉伸时则有更强的加工硬化能力，这与较大的晶格摩擦应力导致位错运动更加困难有关；大量存在的σ相、高密度位错和小尺寸晶粒已经极大提升了合金屈服强度，这导致变形孪晶难以被进一步激活，因此合金在室温和低温拉伸时的屈服强度和塑性相同；室温断后部分再结晶组织中发现了微量的层错网和L-C锁，而在低温时并未发现，这是由于层错能的降低转而诱导了FCC向六方紧密堆积相（HCP）的纳米尺度转变。