FeCrCoNiAlTi/Y2O3多主元异质合金激光熔覆修复AerMet100超高强钢：异质结构驱动的多尺度强化机制

针对AerMet100超高强钢(A100)高温服役损伤问题，南京航空航天大学团队创新采用FeCrCoNiAlTi/Y2O3双相高熵合金修复材料，通过激光熔覆技术实现优异修复效果。研究发现修复层在300-873?K展现卓越力学性能，其强化机制源于L12短程有序相与Y2O3颗粒诱导的变形孪晶及多尺度位错交互作用，为高温部件修复提供新策略。

　　

AerMet100（A100）超高强度钢以其惊人的断裂强度和韧性闻名，广泛应用于航空航天等极端环境。然而，即便是这种"钢铁战士"也难逃高温服役的宿命——长期暴露在高温环境下会导致性能退化，就像一位饱经风霜的战士逐渐失去战斗力。传统修复技术往往难以恢复其原有性能，这成为制约高端装备寿命的关键瓶颈。

南京航空航天大学材料科学与技术学院的研究团队在《Materials Chemistry and Physics: Sustainability and Energy》发表的研究中，提出了一项突破性解决方案。他们创新性地将FeCrCoNiAlTi双相高熵合金与Y₂O₃颗粒这对"黄金搭档"组合，通过激光熔覆技术对A100钢进行修复。这种组合就像为受损材料注入了"纳米强化剂"，使修复层获得了优异的低中温性能。

研究人员主要采用了三项关键技术：高温压缩实验（300-1073?K温度范围）、微观结构表征和力学性能测试。通过系统研究修复试样的微观组织演变、高温变形行为和强化机制，揭示了材料性能提升的内在奥秘。

研究结果展现出令人振奋的发现：

1. 优异的温度适应性：修复试样在300-873?K范围内表现出卓越的力学性能、显著的应变硬化和良好的微观结构稳定性。
2. 巧妙的孪晶机制：短程有序L12相（一种金属间化合物）和Y₂O₃颗粒诱导产生大量变形孪晶，这种机制与镍基高温合金的孪生行为异曲同工。
3. 多尺度强化网络：研究发现强度提升主要源于位错-Y₂O₃、位错-堆垛层错、位错-洛默-科特雷尔锁（Lomer-Cottrell locks）以及位错-变形孪晶等多重交互作用，这些机制共同编织了一张"强化网络"，赋予材料持续的应变硬化能力。

这项研究的突破性意义在于：

1. 理论创新：首次阐明了FeCrCoNiAlTi/Y₂O₃异质结构合金在多尺度强化中的协同作用机制，为高熵合金设计提供了新思路。
2. 技术突破：开发的激光熔覆修复工艺可直接应用于现役高温部件的修复维护，显著延长关键部件使用寿命。
3. 应用拓展：研究中发现的变形孪晶机制为开发新型高温结构材料提供了重要参考，特别是在航空航天、能源装备等高端领域具有广阔应用前景。

Yuchi Fang、Zhangping Hu等研究者通过这项研究，不仅解决了A100钢修复的技术难题，更重要的是建立了一套异质结构驱动的材料强化新范式。这项工作就像为材料修复领域打开了一扇新窗户，让研究者看到了多尺度协同强化的无限可能。未来，这种策略有望拓展到其他高性能材料的开发和优化中，为装备制造业的可持续发展注入新动力。