《Acta Materialia》：3D打印高位错密度和纳米沉淀物共存高熵合金

2022-05-07 13:51:03 作者：材料基来源：材料基分享至：

高熵合金（HEAs）是一种很有前途的新型结构材料，通常由接近等原子比例的多种（五种或更多）元素组成。HEA中的这种化学成分将增加混合构型熵的贡献，以克服化合物形成的焓，这有利于形成稳定的固溶体相。缓慢的扩散、晶格畸变和鸡尾酒效应构成了HEA的其他特征。然而，同时提高HEA的强度和延展性仍然是一个很大的挑战。

上海大学贾延东团队采用3D打印技术合成了一种HEA，它可以将高密度位错网络结构与高体积分数韧性纳米沉淀相结合，形成独特的位错沉淀骨架（DPS）结构，表现出优异的强度和拉伸延展性。在我们的3D打印HEA中，DPS结构激活了协同（位错和沉淀）强化机制，同时Lomer-Cottrell （L-C）锁、纳米空间堆垛层错（SF）网络和多个SFs都改善了工作-在高强度的前提下，硬化能力和保证较大的塑性。相关研究成果以“A high-entropy alloy with dislocation-precipitate skeleton for ultrastrength and ductility”为题在金属顶刊Acta Materialia上发表。

研究人员成功地在高熵合金（HEA）中实现了高密度位错结构和高体积分数韧性纳米沉淀物的组合。这种3D打印的HEA具有新颖的位错沉淀骨架（DPS）结构和包裹在DPS中的高密度延展性纳米沉淀，具有约1.8 GPa的超高拉伸强度和约16%的最大伸长率，超高强度主要来源于位错-析出协同强化，而大延展性主要来源于多个层错（SF）结构的演化。DPS不仅可以在应变过程中减缓位错运动而不完全阻碍其运动，更重要的是，DPS在变形过程中仍然具有良好的结构稳定性，避免了由于边界处的应力集中而导致的任何过早失效。DPS的形成促进了金属基3D打印技术在高性能材料制备中的发展，为进一步提高合金性能提供了有效途径。