高熵合金（high entropyalloys，HEA）的概念在2004年出现，经过多年的论证应用，被认为是通过组合设计全面提高工程合金潜在性能的有用的可行方法，高熵合金的最初想法是设计一种热力学稳定的单相固溶体，不易析出的合金。而且，由于晶格畸变的增加以及元素的协同效应，机械强度会有改善。一些研究将熵的概念应用于合金设计，合金在长时间暴露于环境中后，在升高的温度环境下保持相同的拉伸强度，这与固溶相的高稳定性有关。 将Mo和W等微量元素加入合金，在一定程度上作为有增强固溶稳定性的效果，也是本文重点研究内容，相关论文以题为“On the tensilestrength of medium entropy Fe30Ni30Cr20Co17Mo2W1 alloy with high microstructural stability”发表在Materials Science & Engineering A上。 论文链接： https:///10.1016/j.msea.2020.139239 本研究首先通过严格的制备工序加工出28.62Fe-30.08Ni-17.76Cr-17.12Co-3.28Mo-3.14W，并为了保证微观结构稳定性，将试样在氩气气氛中分别于600、700、800、900和1000°C时效1000h，然后空冷至室温。图1展示SEM图，退火态合金大多为等轴晶组织，具有高密度的退火孪晶，表明完全重结晶，高密度孪晶表示堆垛层错能量低，因此在塑性变形过程中，位错倾向于在其原始滑移面上形成共面运动，几乎没有或现在有交叉滑移的趋势。此外，合金在最高1000°C的温度处理1000h后，仍保持了单相微观结构，没有明显的晶粒生长趋势，这反映出高的扩散稳定性。由图2所示的单相微观结构XRD图，其晶格常数约为0.37 nm，上述观察结果在合金的抗拉强度也得到了完全体现。 图1 不同状态试样SEM图：（a）退火；（b）600°C时效；（c）700°C时效；（d）800°C时效；（e）900°C时效；（f）1000°C时效 图2 不同状态试样XRD图谱 图3展示了时效处理过程对室温拉伸性能的影响。可以看出，时效条件对力学性能也没有表现出显着影响。 图3 在600、800和1000°C下时效1000小时对室温力学性能的的影响：（a）强度；（b）延伸率 退火试样和时效试样的高温拉伸强度如图4所示。固溶强化合金力学性能变化主要分为三个阶段。在较低和较高的温度下，强度随温度的升高而迅速降低，这主要归因于热活化变形机理，即通过热能可以相对容易地克服位错运动的障碍。而这两个阶段由一个中间阶段分隔开，该阶段的强度对温度的依赖性较小。一般认为固溶体中元素会阻碍位错运动，而热能本身不能消除阻碍。图4c则反映了强度和延展性之间的对应关系，因为延展性倾向于在较低和较高的温度范围内增加，而在中间阶段则无明显变化。上述测试显示出中等熵Fe30Ni30Cr20Co17Mo2W1合金的高温稳定性。 图4 在相同的测试温度下，退火态试样与时效试样的高温力学性能比较：（a）0.2％屈服强度；（b）极限抗拉强度；（c）延伸率 （文：衣兮） |
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