堆垛层错能对CrMnFeCoNi系高熵合金动态力学性能与变形机制的影响

作     者：尹仕攀 孟泽宇 贺竞瑶 李泽洲 张帆 程兴旺 

作者机构：北京理工大学材料学院 北京理工大学冲击环境材料技术国家级重点实验室 北京理工大学唐山研究院 

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

年 卷 期：2024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）] 

基　　金：国家自然科学基金项目No.5227114 冲击环境材料技术国家级重点实验室基金项目No.DZC2022-1 

主　　题：高熵合金 堆垛层错能 动态变形 力学性能 变形机制 

摘      要：为了探明堆垛层错能对CrMnFeCoNi系高熵合金动态力学响应行为的影响，本工作以具有不同堆垛层错能的等比例CrMnFeCoNi （35 mJ/m2）和非等比例Cr26Mn20Fe20Co20Ni14（23 mJ/m2）高熵合金为研究对象，通过准静态和动态压缩性能测试，对比研究了不同堆垛层错能CrMnFeCoNi系高熵合金的动态力学性能特点；利用EBSD和TEM技术观察分析了变形组织，研究了不同堆垛层错能高熵合金的变形机制。研究结果表明，动态压缩条件下CrMnFeCoNi和Cr26Mn20Fe20Co20Ni14均表现出显著的应变率强化效应，准静态、动态压缩条件下合金的流变应力、加工硬化指数和吸能能力均随着堆垛层错能的降低而增加。准静态变形时，CrMnFeCoNi变形以位错滑移为主；Cr26Mn20Fe20Co20Ni14以位错滑滑移和孪生为主。动态压缩变形时，孪生行为对变形的贡献增加,CrMnFeCoNi的变形模式主要为位错滑移和孪生；堆垛层错能更低的Cr26Mn20Fe20Co20Ni14在动态变形过程中除了位错滑移和孪生，还发生了孪晶交互作用与fcc-hcp相变以协调变形,该合金表现出更高的流变应力、加工硬化指数和吸能能力。可见，堆垛层错能的变化通过影响变形模式而实现高熵合金动态力学性能的提升。