难熔高熵合金因其优异的高温屈服强度和抗软化性能而备受关注.然而,室温延展性差和较高的密度目前仍然是其加工以及应用需要面临的主要挑战.本文利用材料的固有特性作为合金设计原则,通过调控Mo浓度,制备了三种新型单相体心立方结构的Ti...难熔高熵合金因其优异的高温屈服强度和抗软化性能而备受关注.然而,室温延展性差和较高的密度目前仍然是其加工以及应用需要面临的主要挑战.本文利用材料的固有特性作为合金设计原则,通过调控Mo浓度,制备了三种新型单相体心立方结构的Ti3Zr1.5Nb((1-x))-MoxVAl_(0.25)(x=0.1,0.3,0.5,标记为Mo0.1,Mo0.3和Mo0.5)合金,这些合金都具有良好的拉伸延展性和低于6 g cm^(-3)的密度.高剪切模量Mo元素的引入促进了晶格畸变,从而提高了合金中的晶格摩擦应力以及屈服强度.铸态Mo0.3和Mo0.5合金均表现出超过1100 MPa的拉伸屈服强度,以及大于15%的断裂延伸率.Labusch模型计算结果表明,原子尺寸和剪切模量失配引起的固溶强化对屈服强度的影响最为显著.通过观察变形微观组织发现,由于存在高密度的位错界面,扭折带、位错壁以及泰勒晶格的形成能有效提高合金的应变硬化能力,使合金在展现高强度的同时保持足够的延展性.该研究为开发具有高强韧的单相难熔高熵合金提供了新的见解.展开更多
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文摘难熔高熵合金因其优异的高温屈服强度和抗软化性能而备受关注.然而,室温延展性差和较高的密度目前仍然是其加工以及应用需要面临的主要挑战.本文利用材料的固有特性作为合金设计原则,通过调控Mo浓度,制备了三种新型单相体心立方结构的Ti3Zr1.5Nb((1-x))-MoxVAl_(0.25)(x=0.1,0.3,0.5,标记为Mo0.1,Mo0.3和Mo0.5)合金,这些合金都具有良好的拉伸延展性和低于6 g cm^(-3)的密度.高剪切模量Mo元素的引入促进了晶格畸变,从而提高了合金中的晶格摩擦应力以及屈服强度.铸态Mo0.3和Mo0.5合金均表现出超过1100 MPa的拉伸屈服强度,以及大于15%的断裂延伸率.Labusch模型计算结果表明,原子尺寸和剪切模量失配引起的固溶强化对屈服强度的影响最为显著.通过观察变形微观组织发现,由于存在高密度的位错界面,扭折带、位错壁以及泰勒晶格的形成能有效提高合金的应变硬化能力,使合金在展现高强度的同时保持足够的延展性.该研究为开发具有高强韧的单相难熔高熵合金提供了新的见解.
