新型纳米沉淀构型提升Co-Cr-Fe-Ni-Al-Ti高熵合金中温塑性的研究

这篇研究通过创新的双时效策略，在L12强化的Co-Cr-Fe-Ni-Al-Ti高熵合金（HEA）中原位触发晶界（GBs）附近无沉淀区（PFZs）的纳米沉淀，形成双尺度（晶界单峰/晶内双峰）纳米颗粒分布。该构型显著提升了650°C下的屈服强度（780 MPa）和延伸率（35%），通过协调PFZs与晶内的强度匹配，有效缓解应变局域化，为高温合金中温脆性难题提供了普适性解决方案。

　　

Highlight

双时效处理的合金展现出优异的中温强塑性组合，这归因于从晶界到晶内延伸的双尺度纳米沉淀分布。以下章节将讨论双尺度沉淀的形成机制及其对强化和变形机制的影响。

Discussion

双尺度纳米沉淀构型的形成机制及其力学性能提升原理：

1. 1.

   沉淀形成机制：首次高温时效（950°C）促使Ti/Al在晶界偏析，形成粗大L1₂相并消耗溶质，产生PFZs；二次低温时效在PFZs内生成纳米级L1₂颗粒，同时在晶内保留双峰分布（粗大+细小）。

2. 2.

   强化机制：PFZs内的纳米颗粒通过Orowan强化和位错切割机制提升局部强度，减小晶内/晶界强度差，抑制应变局域化。

3. 3.

   塑性优化：协调变形通过（1）增强PFZs加工硬化能力，（2）促进晶界滑动实现，最终使延伸率突破30%。

Conclusions

1. 1.

   950°C时效诱导晶界偏析，形成溶质耗尽的PFZs；

2. 2.

   二次时效在PFZs内生成纳米L1₂相，晶内则形成双峰分布；

3. 3.

   该构型使合金在650°C下兼具780 MPa屈服强度和35%延伸率，为中温脆性难题提供新思路。