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SLM制备CoCrFeNiMn高熵合金的分层安排及强化机理

高熵合金(High entropy alloy,HEAs)以其新颖的合金规划理念和优异的力学性能自面世以来受到了广泛的重视。CoCrFeNiMn作为一种具有代表性的高熵合金,现已得到了广泛的研讨。这种高熵合金的一个风趣的特性是其在低温下的开裂韧性,使其成为低温结构资料的候选资料。现在高熵合金的制备首要依赖于传统的熔融或铸造办法,在本钱和实践使用功率方面存在很大的局限性。增材制作(Additive Manufacturing,AM)依据其净形制作才能和规划自由度的优势,能够直接从CAD模型中获取具有杂乱几许形状的零件。在各种AM办法中,选择性激光熔炼(SLM)技能得到了越来越广泛的使用,并被用于工程资料的制备。

新加坡制作技能学院和悉尼大学的Zhu和An等人经过SLM成功地制备了一种近全细密CoCrFeNiMn高熵合金。所构建的样品呈现出分层结构,包含熔池、柱状颗粒、亚微米细胞结构和位错(图1)。与传统办法比较,在预制试样中获得了高强度和高延性的优异组合(图2)。

图1 (a) OM,(b) 正面SEM图画,(c) 蜂窝结构的SEM图画,(d) 正面的EBSD图,(e) 叠加HAGBs(蓝线)和LAGBs(红线)的EBSD图画质量图,(f) 正面KAM图,(g) 具有SAED形式的蜂窝结构的明场STEM图画,(h) 由(g)中的正方形示出区域的明场STEM图画和该区域的元素分布图

图2 (a) EBSD图,(b) KAM图,(c d) 预制试样拉伸开裂的明场STEM图

定量剖析标明,位错硬化对资料强度的进步起着重要作用,而非晶界强化。杰出的塑性与杂乱位错活动操控的安稳应变硬化有关。

参考文献:

1.Zhu Z G , Nguyen Q B , Ng F L , et al. Hierarchical microstructure and strengthening mechanisms of a CoCrFeNiMn high entropy alloy additively manufactured by selective laser melting[J]. Scripta Materialia, 2018, 154:20-24.

(作者:程子豪、张航)

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