导读
通过SLM制备了FeCoNiAlTi高熵合金(HEAs)，其具有由高密度位错网络和元素偏析组成的胞状结构，实现了高屈服强度和高伸长率的显著匹配。该结果加深了对增材制造HEAs中胞状结构的强化机理和变形行为的理解，为增材制造HEAs的强度和塑性的潜在机制提供了重要的见解。
近日，上海大学联合中科院和香港大学研究团队利用SLM技术中超高速冷却的特点，成功制备了具有胞状结构的FeCoNiAlTiHEA（(SLM-FCNAT），具有良好的延展性和强度。利用中子衍射方法（ND），结合TEM计算了合金的位错密度，并对元素偏析进行了表征，证实了其独特的胞状结构是主要的强化机制。原位ND和TEM分析表明，该材料具有稳定的胞状结构，这说明该材料具有良好的延性。研究结果以题为“DirectionalheattreatmenttechniquetopreparecolumnargrainsinaTiAlalloy:Microstructureevolutionanddeformationbehavior”发表于期刊《JournalofMaterialsProcessingTechnology》。该结果为SLM设计和制造高性能HEAs提供了理论依据。
结果表明，这种胞状结构实现了强度和延展性的完美结合。SLM-FCNATHEA包含在SLM制备过程中产生的HDD网络，其密度为14.1×1014m2，与冷轧变形70%的CRFCN合金中的值(15.0×1014m2)相似。SLM-FCNATHEA中的位错分布不均匀，集中在亚晶界处形成胞状结构，并伴有元素偏析。胞内和细胞壁的位错密度差异较大，分别为8.6×1014和6.36×1015m2。
在SLM-FCNATHEA中，由位错和成分偏析组成的胞状结构对屈服强度有重要贡献。胞状结构强化贡献508MPa，在SLM-FCNATHEA的4种强化机制中起主要作用，约占强化效果的80%。通过塑性应变，胞状结构可以缓解严重的应力集中，促进均匀变形。溶质原子和亚晶界L21相的钉轧效应有效地稳定了胞状结构。原位ND研究表明，即使在高塑性流变应力下，胞状结构也具有结构稳定性。胞状结构使SLM-FCNAT不仅具有较高的加工硬化能力和变形稳定性，而且保持在高伸长率的前提下获得极高的强度。
编译：彭瑾
编辑/排版：江姗
校对：刘晨辉
审核：张正贺