金屬所發展出共晶高熵合金多級納米相兩步轉變機制
軍工資源網 2023年12月25日共晶高熵合金引入多級共格納米析出相,結合了析出強化和層狀結構強化的優點,從而為優化高熵合金的綜合性能提供了頗有前景的設計策略。然而,多組分或者多相合金的錯綜復雜性質,為研究這些納米相的形成和演變機制帶來了挑戰,尤其是納米相如何在不同結構的基體中形成和演化。
通常,納米相通過一步形核并開始長大或粗化。中國科學院金屬研究所特種合金研究部先進特殊鋼團隊研究發現,fcc/L21共晶高熵合金在1023 K下時效時可形成一種特殊的fcc/L12+L21/bcc分級結構。fcc/L21基體中的L12/bcc結構納米相不是通過一步形核形成,而是通過兩步轉變形成:首先以調幅分解形式發生Ni/Al/Ti和Cr/Fe成分分離,繼而成分富集區發生結構有序/無序轉變。研究通過計算fcc/L21偽三元系統在不同溫度下的調幅分解區,證實fcc/L21相體系在時效初期具有熱力學不穩定性,滿足發生調幅分解的熱力學條件。力學性能結果顯示,這種分級結構的形成可提高共晶高熵合金的強度。共晶高熵合金相穩定性和析出機理的成果,對于設計具有最佳力學性能的多相納米結構合金具有理論指導意義。?
相關研究成果以Unraveling the two-stage precipitation mechanism in a hierarchical-structured fcc/L21 high-entropy alloy: Experiments and analytical modeling為題,發表在《材料學報》(Acta Materialia)上。研究工作得到國家自然科學基金、中國科學院區域發展青年學者項目和國家重點研發計劃等的支持。???
fcc相內納米相的結構演變
L21相內納米相的結構演變
fcc/L21體系Hessian矩陣特征值和對應的成分分離特征向量(最小特征值小于0說明體系處于熱力學不穩定狀態)?