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輕質高熵合金的研究進展

2022-04-19 09:05:22駱再斌范子澤
金屬熱處理 2022年4期
關鍵詞:結構方法研究

駱再斌, 范子澤, 彭 振

(江蘇大學 材料科學與工程學院, 江蘇 鎮江 212000)

傳統合金通常是基于單一主元的合金,如鋁合金、鎂合金和鈦合金等。而正是受限于這種思想,合金材料的成分區間受到了限制,性能的提高遇到了瓶頸。為了打破這種瓶頸,研究者們不斷進行研究,并開發出了大塊金屬玻璃、橡膠金屬以及大塊非晶合金等新型合金。而高熵合金(HEAs)的概念便是臺灣學者葉均蔚教授在探索新型合金的過程中于2004年首次提出[1]。即由5種及以上元素組成,且各元素的原子分數在5%~35%之間的合金。高熵合金含有多種元素,且每種元素的含量相近,因此合金中不存在溶質和溶劑原子之分。從而使得高熵合金表現出4大特性,即高熵效應、緩慢擴散效應、晶格畸變效應和“雞尾酒”效應[2]。在這4大效應的共同作用下,使得高熵合金具有了優異的性能,如高強度、高硬度、良好的耐腐蝕性、高的抗高溫軟化能力等[3-5]。Gludovatz等[6]研究了單一FCC相結構的FeCoCrNiMn高熵合金的抗拉強度,發現該合金具有極高的抗拉強度,為1 GPa。且在低溫環境中,其力學性能得到了進一步提高,可以作為低溫環境下結構材料使用。Lei等[7]在TiZrHfNb合金的基礎上制備了最佳摻氧變體(TiZrHfNb)98O2以及含氮間隙變體(TiZrHfNb)98N2,且這兩種變體表現出了極高的抗拉強度,分別為1.11 GPa和1.30 GPa。另外關于熱處理對高熵合金結構和性能的影響[8-9],以及高熵合金中的一些特殊的變形機制、合金化效應、固溶強化效應以及鋸齒流變現象等也有相關研究[10-12]。

然而目前材料應用日趨輕量化,能源交通領域、軍事工業領域和航空航天領域等都需要性能更加良好的輕質材料。……

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