铸态及激光粉末床熔融AlCoCrFeNi共晶高熵合金的微观组织及力学性能

作     者：唐旭 张昊 薛鹏 吴利辉 刘峰超 朱正旺 倪丁瑞 肖伯律 马宗义 

作者机构：中国科学技术大学材料科学与工程学院 中国科学院金属研究所师昌绪创新中心 

出 版 物：《金属学报》 (Acta Metallurgica Sinica)

年 卷 期：2023年

核心收录：

学科分类：08[工学] 080502[工学-材料学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：国家自然科学基金No.U21A2043 中国科学院青年创新促进会No.2022191 Bintech-IMR研发计划No.GYYJSBU-2022-010 

主　　题：共晶高熵合金 激光粉末床熔融 显微组织 力学性能 断裂机制 

摘      要：共晶高熵合金作为一种原位复合材料，因其具有典型的双相层片状组织和良好的流动性能，在组织以及性能调控方面具有巨大的潜力。本工作采用真空感应熔炼和激光粉末床熔融(LPBF)分别制备了AlCoCrFeNi2.1共晶高熵合金，分析了制备工艺对该合金微观组织的影响，并探究了2种样品在室温、500°C和700°C条件下的拉伸性能。结果表明，铸态和LPBF成形样品均呈现出由fcc相和bcc/B2相交替组成的共晶结构。LPBF过程中极高的加热和冷却速率有利于超细均匀共晶层片的形成，并且显著降低了元素偏析。在室温拉伸变形过程中，由于较强的相界强化和双相协同变形特性，使得LPBF成形样品的抗拉强度相较于铸态样品提升了约28%，并获得了10%的良好延伸率。在500℃拉伸条件下，铸态及LPBF成形样品的力学性能均有所下降，这可能归因于合金中剧烈的相变。随拉伸温度升至700℃，铸态样品的力学性能持续降低。而LPBF成形样品表现出更低的抗拉强度和优异的伸长率，其原因是其超细共晶层片在高温条件下易于沿相界发生相对滑动，此时合金的断裂机制以韧性断裂为主。