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中南大学:设计、优化高熵合金 CALPHAD方法大有帮助

来源:材料科学与工程微信公众号|

发表时间:2019-09-25

点击:15096

文章来源:中国材料科学


高熵合金(High-entropy alloys)简称HEA,是由五种或五种以上等量或大约等量金属形成的合金。由于高熵合金可能具有许多理想的性质,因此在材料科学及工程上相当受到重视。近年来,设计具有高强度和优异延展性的高熵合金(HEAs)引起了人们的广泛兴趣。


近日,中南大学宋旼教授等人在Science China Materials上发表研究论文,采用CALPHAD方法来设计沉淀强化型(FeCoNi)92Al2.5Ti5.5高熵合金。通过热机械处理过程来调控合金晶粒尺寸、析出相大小及体积分数,从而优化合金力学性能。


图1 热机械处理后,合金的EBSD IPF 图


在一定温度时效后,具有L12有序结构的Ni3(Al,Ti)型第二相在面心立方(FCC)基体中均匀析出,并与FCC基体共格。通过热机械处理过程,合金的屈服强度从338.3 MPa增加到1355.9 MPa,抗拉强度从759.3 MPa增加到1488.1 MPa,而伸长率仍然保持在8.1%(详见下表1)。


表1 经不同方式的处理后,合金的性能参数


基于分析模型定量评估屈服强度的增加,结果表明屈服强度的显著增加主要是由沉淀强化机制引起的。变形引起的微观条带和位错切过析出相是该合金的变形机制和强化机制,有助于该合金同时具有优异的延展性和高强度。


本研究表明,CALPHAD方法可以为高熵合金的设计和优化提供借鉴。该研究成果最近发表于Science China Materials, 2019, doi: 10.1007/s40843-019-1170-7。

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