高熵合金(HEA)也被称为多组分合金，即使混淆了多个重要元素，也能形成单相固溶体。FCC构造HEA具有出色的延展性(伸长率＞50%)，但屈从强度小于300MPa；BCC的HEA情况相反，屈从强度可达到1250MPa，然则脆性较大年夜，伸长率较低。已经证实机械机能可以经由过程控制构造或金属间化合物进行调控。现有研究中，设计了多种HEA，尽管这些HEA具有很高的强度，然则广泛延展性较差，在单轴拉伸过程中伸长率约为2%，是以研究大年夜多集中于紧缩实验。今朝为止，仅研究了CoCrFeNiMx(M=Hf,Zr, Nb, Ta)的微不雅组织和力学机能演变，这些高熵体系仅肯定了一种共晶成分，共晶高熵合金成分单一，急需开辟新的机能组合优胜的高熵合金。
北京理工大年夜学的研究人员提出了一种改进的简单混淆办法成功肯定了Co-Cr-Fe-Ni-Hf体系的两种共晶成分，该高熵合金表示出紧缩屈从强度(1245±10MPa)和延展性(0.26±0.03)的优胜组合。相干论文以题为“Excellent combination of compressive strength and ductility of (CoCrFeNi)x (Co0.26Cr0.07Fe0.16Ni0.31Hf0.4) high-entropy alloys”揭橥在Materials and Design。
论文链接：
https://doi.org/10.1016/j.matdes.2021.109569
本研究制备了多种(CoCrFeNi)x (Co0.26Cr0.07Fe0.16Ni0.31Hf0.4) HEA，x从0.5至1.0。当x=0.5-0.6时，微不雅构造由初级Laves相和低共熔构造构成，共晶构造包含瓜代不规矩的层状FCC和Laves相；将x增长到0.7，不雅察到完全共晶的微不雅构造；当x=0.8时，获得了另一个完全共晶的微不雅构造，重要由规矩薄片和不规矩薄片构造构成，x从0.7增长至0.8，FCC分数从0.46增长至0.62，FCC和薄片的宽度分别从207nm增长至253nm和从143nm增长至202nm；将x进一步增长至0.9和1.0，可以不雅察到次共晶构造，包含初级FCC相和共晶构造。
图1 铸态(CoCrFeNi)x(Co0.26Cr0.07Fe0.16Ni0.31Hf0.4)的显微组织(a) x=0.5；(b) x=0.55；(c)x=0.6；(d) x=0.7；(e) x=0.8；(f)x=0.9；(g) x=1.0
图2 高熵合金TEM图(a) 过共晶x=0.5；(b) 共晶x=0.7；(c) 共晶x=0.8；(d) 次共晶x=1.0
图3 (a) 紧缩工程应力-应变曲线；(b) 维氏硬度；(c) (CoCrFeNi)x(Co0.26Cr0.07Fe0.16Ni0.31Hf0.4)紧缩力学机能；(d) (CoCrFeNi)x(Co0.26Cr0.07Fe0.16Ni0.31Hf0.4)和CoCrFeNiHfx紧缩机能比较
本文研究的HEA重要由两部分构成，即软FCC和硬Laves相，它们决定了紧缩行动，Laves相可供给第二相强化，FCC相经由过程晶粒细化和固溶强化来强化。当x从0.5增长至0.8，紧缩屈从强度和抗压强度分别从1661MPa降低至1030MPa和2049MPa降低至1602MPa，主如果第二相含量降低导致强化后果减弱，因为增大年夜了FCC相体积分数，紧缩延展性获得较大年夜改良。
图4 紧缩断口外面描写(a) 过共晶x=0.5；(b) 共晶x=0.7；(c) 共晶x=0.8
图5 紧缩后显微组织TEM图(a-d) 不规矩薄片(x=0.7)；(e-h) 规矩薄片(x=0.8)
图6 断裂后的(a) x=0.7和(b) x=0.8的SEM图像
本研究体系地研究了(CoCrFeNi)x (Co0.26Cr0.07Fe0.16Ni0.31Hf0.4) HEA的微不雅构造和紧缩力学机能的演变，注解与惯例CoCrFeNiHfx HEA比拟，本文提出的高熵合金具有紧缩强度和延展性的优胜组合，注解可以进一步改良FCC/Laves HEA的强度和延展性的组合，设计出相符需求的材料。（文：破风）
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