高通量策略优化FeMnNiCr高熵合金Al/V比以提升硬度和耐磨性研究

本研究针对高熵合金(HEAs)成分优化难题，采用电子束焊接封装结合热等静压技术制备Fe45(Al/V)20Mn18Ni12Cr5扩散偶，通过高通量策略成功筛选出最佳Al-V配比。研究发现Fe47.77V16.80Mn16.58Ni9.77Cr5.63Al3.47合金经1000℃/10h固溶+700℃/12h时效处理后，磨损率低至4.892×10?6mm?3N·m?1，较商用高速钢降低75%，为耐磨材料设计提供新范式。

　　

通过创新性采用电子束焊接封装与热等静压（Hot Isostatic Pressing）技术，研究人员成功制备出具有Al-V浓度梯度的FeMnNiCr基高熵合金（High-Entropy Alloys, HEAs）扩散偶。研究揭示Al与V的协同添加在特定区间可显著提升材料硬度和耐磨性能，但过量V元素会诱发脆化风险。经优化处理的Fe_47.77V_16.80Mn_16.58Ni_9.77Cr_5.63Al_3.47合金展现出卓越性能，其磨损率低至4.892×10^?6mm^?3N·m^?1，较商用高速钢降低约75%。微观形貌分析表明磨粒磨损和剥层磨损为主导机制。该研究为高性能耐磨HEAs的设计提供了高通量筛选新策略。