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作者:刘珂;张悦;于慧臣;吴素君;
单位:太原科技大学材料科学与工程学院;山西省法兰基础件成形技术创新中心;北京航空材料研究院先进高温结构材料科学技术实验室;北京航空材料研究院航空材料检测与评价重点实验室;北京航空材料研究院航空材料检测评价北京重点实验室;北京航空航天大学材料科学与工程学院;
摘要:以轻质低密度多相Al2.7CuCrTiV高熵合金(FCC+BCC+HCP)为研究对象,采用分步熔炼制备并结合1000℃/24 h均匀化退火处理,系统探究了退火对该合金微观组织与力学性能的影响机制。结果表明,退火后的微观组织由铸态树枝状形貌转变为岛屿状形貌,BCC相体积分数从51%降至45%,FCC相体积分数从43%增至50%,晶粒尺寸由26μm粗化至84μm,且BCC相中Cr、V元素富集,造成软相(FCC)包裹硬相(BCC/HCP)的独立分布形式。力学性能方面,退火态合金抗压强度由1330 MPa提升至1805 MPa,断裂应变从18%增至32%,屈服强度保持稳定,这归因于FCC相通过位错滑移与层错强化协调变形。纳米压痕测试表明,各相硬度与模量比值普遍下降,其中HCP结构的θ相硬度与模量比值最低,进一步证实了材料韧性增强。此外,退火后各相蠕变应力指数较低,表明结构稳定性优异。揭示了均匀化退火通过调控相分布与晶界结构实现硬相-软相协同变形的机制。
关键词:高熵合金;;均匀化退火;;微观组织;;力学性能;;纳米压痕
基金资助:国家自然科学基金资助项目(U2141204);; 山西省基础研究计划青年项目(202403021222206);; 太原科技大学校级博士科研启动金资助项目(20232095);; 山西省优秀来晋博士科研项目(20242006);; 山西省高等学校科技创新项目(2024L236)