综述：球磨工艺参数对CoCrFeNiAl0.9Nb0.1高熵合金粉末机械合金化行为的影响

本文推荐研究通过机械合金化（Mechanical Alloying, MA）制备CoCrFeNiAl0.9Nb0.1高熵合金（High-Entropy Alloy, HEA）粉末，系统探究球磨转速（400 rpm）和球料比（17:1）对合金化速率、晶粒尺寸（10.8 nm）、晶格应变（0.82%）及粉末形貌的影响，为切削工具材料开发提供优化参数（粉末收率85%）。

　　

粉末制备

采用纯度99.9%、粒径25 μm的Co、Cr、Fe、Ni、Al、Nb单质粉末为原料，通过全向行星式球磨机（304不锈钢罐体与磨球）制备CoCrFeNiAl_0.9Nb_0.1高熵合金粉末。磨球直径配比为20 mm:10 mm:6 mm=3:5:2，过程控制剂选用乙醇以避免冷焊过度。

球磨转速对合金化速率的影响

固定球料比10:1时，XRD分析显示：随转速从200 rpm提升至400 rpm，元素衍射峰逐渐宽化并左移，表明固溶体（FCC+BCC）形成加速。400 rpm时，25 h后合金化完成，晶粒尺寸降至12.3 nm，晶格应变达0.75%。但过高的转速（500 rpm）导致粉末过度冷焊，收率下降至72%。

球料比对合金化行为的调控

固定转速400 rpm下，球料比从10:1增至17:1时，能量传递效率提升促使合金化时间缩短20%。17:1组粉末呈现均匀粒径分布（D₅₀=35 μm），纳米晶（10.8 nm）与高应变（0.82%）协同强化，收率提高至85%。而球料比20:1则因磨球碰撞概率过高引发Fe污染。

结论

Al元素诱导BCC结构形成提升强度，Nb元素通过沉淀强化（未检出相）补充增强。优化参数组合（400 rpm+17:1球料比+25 h）实现高效合金化，所得粉末适用于粉末冶金刀具粘结相。未来可探索Nb含量增加对σ相析出行为的调控机制。