力學(xué)所/山東大學(xué)：增材制造層級(jí)異構(gòu)高熵合金的變形行為和強(qiáng)化機(jī)制

發(fā)布日期：2025-07-08 瀏覽次數(shù)：2261

增材制造（AM）在成型效率、設(shè)計(jì)靈活性和材料適用性方面具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，尤其是在調(diào)控亞穩(wěn)結(jié)構(gòu)和多尺度結(jié)構(gòu)方面，為材料科學(xué)帶來(lái)了新的機(jī)遇。高熵合金（HEAs）作為一類(lèi)新型金屬材料，因其多主元的成分設(shè)計(jì)方法，提供了廣闊的成分設(shè)計(jì)空間，進(jìn)而賦予了高熵合金出色的力學(xué)性能，使其成為增材制造領(lǐng)域研究的極具潛力的候選材料。

近日，中科院力學(xué)所魏炳忱、張坤等聯(lián)合山東大學(xué)團(tuán)隊(duì)系統(tǒng)地探究了具有分級(jí)異質(zhì)結(jié)構(gòu)的增材制造(FeCoNi)86Al7Ti7高熵合金的變形行為和強(qiáng)化機(jī)制。相關(guān)研究成果以“Deformation Behavior and Strengthening Mechanisms of an Additively Manufactured High-Entropy Alloy with Hierarchical Heterostructures”為題在International Journal of Plasticity上發(fā)表。

研究人員深入探討了一種具有分級(jí)異質(zhì)結(jié)構(gòu)的增材制造高熵合金的變形行為和強(qiáng)化機(jī)制。結(jié)果表明，該合金由面心立方（FCC）基體、共格的L12析出相、帶有透鏡狀?yuàn)A雜物的非共格L21析出相以及化學(xué)胞狀結(jié)構(gòu)組成。L21相和透鏡狀?yuàn)A雜物的分布是獨(dú)特的現(xiàn)象，這主要?dú)w因于增材制造過(guò)程中的局部化學(xué)成分波動(dòng)。FCC基體主要對(duì)塑性變形起作用，L12析出相通過(guò)有序強(qiáng)化提高合金強(qiáng)度，L21析出相則通過(guò)奧羅萬(wàn)繞過(guò)機(jī)制提供強(qiáng)化作用。此外，位錯(cuò)強(qiáng)化也對(duì)合金的整體強(qiáng)度有貢獻(xiàn)。值得注意的是，在變形過(guò)程中，L21相內(nèi)的透鏡狀結(jié)構(gòu)由于其固有的亞穩(wěn)性、有利的微觀(guān)結(jié)構(gòu)位置和晶粒取向，會(huì)發(fā)生應(yīng)力誘導(dǎo)的馬氏體相變。這些發(fā)現(xiàn)不僅加深了對(duì)增材制造高熵合金微觀(guān)結(jié)構(gòu)和變形機(jī)制的理解，也為未來(lái)高性能高熵合金的設(shè)計(jì)與優(yōu)化提供了有價(jià)值的見(jiàn)解。

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力學(xué)所/山東大學(xué)：增材制造層級(jí)異構(gòu)高熵合金的變形行為和強(qiáng)化機(jī)制