納米晶(單晶、多晶)高熵合金的獨特點陣畸變結構和高熵特性,使其具有高硬度、高強度、抗高溫、耐磨損、耐腐蝕以及耐低溫等優異性能,在核反應堆燃料棒、太空探測器、深海核潛艇等領域有潛在的應用前景
金屬材料的宏觀力學性能與其微結構的演化有極大的關聯
在原子尺度上捋清納米晶CoNiCrFeMn高熵合金塑性變形的力學性能,對高熵合金微觀結構的調控及其變形機理認知有重要的意義[1]
目前,實驗和分子動力學模擬方法已成為研究納米晶高熵合金材料的塑性變形機制和性能的主要手段[2~5]
但是,僅基于實驗法研究納米晶高熵合金的物性,對儀器的測試精度和內外環境等的要求極為嚴苛,且所需經費極其高昂
用大規模分子模擬(簡稱MD)可獲與材料的宏觀力學性能密切相關的微觀結構演化,是探究原子尺度納米晶高熵合金塑性變形力學行為與變形機制的有力工具[4,5]
目前對高熵合金力學性能與位錯演化特征[6,7]、相變行為[8]、蠕變行為[9]、強韌化機理[10,11]等的研究,已成為熱點
Du等[12]的研究結果表明,在循環變形過程中CoCrFeMnNi高熵合金中部分位錯相互作用使材料的晶格紊亂,晶格的無序阻礙位錯的反向運動而削弱了高熵合金中的包辛格效應
Amar等[13]用激光熔積法制備高強度CrMnFeCoNi高熵合金,發現控制TiC的加入量可調節合金的拉伸性能,拉伸力學性能的提高源于引入的微米級TiC增強相促進了滑移帶的傳播
Ding等[14]研究了不同服役溫度下高熵合金的時效層組織和耐磨性,發現隨著溫度的升高高熵合金涂層的顯微硬度先升高后降低,質量損失則與之相反;在750℃時效后合金鍍層的顯微硬度和質量損失分別降低了4.3%和11.9%
Huang等[15]指出,C元素的加入提高了CoCrFeNiCx高熵合金的硬度、強度和耐磨性
Xiang等[16]指出,制備工藝參數不同的CrMnFeCoNi高熵合金均為fcc(面心立方)單相固溶體結構;控制激光沉積功率可控制CrMnFeCoNi高熵合金結構中柱狀晶和等軸晶的比例,進而控制合金的組織和力學性能
Laplanche等[17]指出,CrMnFeCoNi高熵合金的低溫抗拉伸力學性能比室溫性能更高;在77 K拉伸應變大于7.4%時孿生主導了材料的塑性變形;293 K時的孿晶僅在接近斷裂應變時才能激活,因為此時高熵合金的屈服強度較低,只有較高的應變才能通過加
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“納米晶CoNiCrFeMn高熵合金的拉伸力學性能” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究,如用于商業用途,請聯系該技術所有人。
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