Fe50Mn30Co10Cr10高熵合金两阶段冷轧中退火温度对微观结构演变与力学性能的调控机制研究

本文通过两阶段冷轧（总变形量84%）结合不同中间退火温度（700-1000°C）制备Fe50Mn30Co10Cr10高熵合金（HEA），系统研究了温度对再结晶行为、HCP相变（FCC→HCP）及力学性能的影响。研究发现：升高退火温度促进初次冷轧板的再结晶与晶粒长大，显著改善二次冷轧横向开裂；最终退火后合金呈现强度降低（985MPa→610MPa）而延伸率提升（35.4%）的规律，为轻量化材料加工提供新思路。

　　

Highlight

本研究采用两阶段冷轧工艺（总变形量84%）制备Fe₅₀Mn₃₀Co₁₀Cr₁₀高熵合金，通过调控中间退火温度（700-1000°C）揭示其对微观结构演变与力学性能的影响规律。

Microstructure of the annealed hot band and first cold-rolled sheet

热轧退火带材呈现FCC（面心立方）与HCP（密排六方）双相结构，HCP相占比26.9%。FCC相为平均晶粒尺寸45.7μm的等轴晶，内部存在4-6μm厚的HCP板条结构（图2b），表明退火过程中发生FCC→HCP相变。初次冷轧板含有大量细亚结构（84.5% HCP相），而700°C中间退火后形成部分再结晶的FCC微观结构。

Discussion

中间退火温度显著影响微观结构特性：低温（700°C）退火时，初次冷轧板部分再结晶形成细晶粒，增强FCC相稳定性，抑制后续冷却中热致HCP马氏体（HCP-Martensite）的形成；高温（1000°C）退火则促进完全再结晶与晶粒粗化，导致二次冷轧中位错滑移能力改变，进而影响应变诱导马氏体相变（SIMT）行为。

Conclusions

1.700°C中间退火后初次冷轧板呈现部分再结晶FCC结构，随温度升高再结晶程度增加；

2.二次冷轧板HCP相含量稳定在93.3-95.5%，但高温退火显著改善横向开裂；

3.最终退火后合金强度随退火温度升高而降低（985MPa→610MPa），延伸率提升至35.4%，实现强度-塑性协同优化。