纳米晶CoNiCrFeMn高熵合金的拉伸力学性能

作者：陈晶晶^*; 占慧敏; 吴昊; 朱乔粼; 周丹; 李柯

来源：材料研究学报, 2023, 37(08): 614-624.

• 金属学
• 空洞裂纹
• 晶粒尺寸
• 温度响应
• 拉伸力学性能
• 分子模拟

研究了纳米晶CoNiCrFeMn高熵合金在拉伸过程中塑性变形产生的空洞裂纹的演化进程与其拉伸力学性能的相关性，比较了服役温度和平均晶粒尺寸对纳米晶CoNiCrFeMn高熵合金和纳米晶Ni的拉伸力学性能、微结构演化以及位错总长的影响。结果表明：服役温度从低温10 K升到高温1000 K时多晶CoNiCrFeMn高熵合金比单晶CoNiCrFeMn高熵合金屈服应力的降幅分别为14.9%、13.1%和17.4%；多晶Ni比单晶Ni屈服应力的降幅分别为38.9%、30%和32.3%。同时，随着服役温度的提高，纳米晶高熵合金和纳米晶镍的弹性模量和屈服强度呈线性下降趋势。晶界缺陷诱导的内应力和空洞裂纹缺陷，使多晶镍的屈服应力比单晶高熵合金百分比的降幅更大；空洞裂纹缺陷的产生和其外形尺寸改变是材料服役力学性能急剧下降以及纳米晶高熵合金和纳米晶镍拉伸力学性能显著差异的根本原因。拉伸载荷使多晶材料晶粒内先产生极多的内秉堆垛层错，且随着温度的升高大晶粒易分化出细小晶粒并出现晶粒细化的纳观现象。同时，受内应力的诱导多晶高熵合金和多晶镍更易在晶界边缘产生新位错，且位错分布与内应力分布的趋势一致；随着温度的升高热胀冷缩使多晶材料的晶界范围进一步扩张，使应力的分布区域比在低温下更大。

• 单位
  南昌理工学院; 机电工程学院; 北京航天发射技术研究所