共晶高熵合金(EHEAs)因其怪异的异质层状结构,展示出优良的强度和延展性结合。传统步骤(真空电弧熔炼、铸造、粉末冶金)造备EHEAs容易出现孔洞、宏观偏析、微观结构粗壮等缺点,直接造作拥有高几何复杂性和精密特点的零件极具挑战性。激光定向能量沉积(LDED)技术是增材造作造备EHEAs的梦想选择。然而,目前LDED技术造备AlCoCrFeNi2.1 EHEA的钻研较少,且合金的强度-延展性仍难以满足现实工程利用,只管后续处置可改善合金机能,但会增长出产周期和成本。
近日,资料学院无序合金团队针对当前LDED技术造备的AlCoCrFeNi2.1共晶高熵合金(EHEAs)并未阐发出令人中意的强度-延展性组合这一难题,提出了一种单一、新鲜的层间暂停战术,可原位调控共晶片层的微观组织结构,以加强合金的强度和延展性。有关成就以题为“Laser directed energy deposited eutectic high entropy alloy with tailored lamella structure via interlayer pause strategy”颁发在增材造作领域国际顶级期刊《Additive Manufacturing》(中国科学院一区Top期刊,IF=10.3)。何洲洋硕士钻研生为论文第一作者,卞西磊副钻研员(导师)、贾岳飞博后为共同通讯作者。该项钻研得到了国度天然科学基金,上海市天然科学基金,西工大凝固技术国度沉点尝试室盛开课题,上海市教委创新打算,国防科技173打算,中国载人航天工程空间利用系统项目和上海市科技创新打算等项主张赞助。
钻研批注,层间暂停战术可显著细化共晶片层结构,与无层间暂停的情况相比,暂停60s样品的片层结构细化水平提高近40%,合金的抗拉强度提高~14%,均匀伸长率提高~47%。通过SEM、EBSD、TEM和APT等表征伎俩进一步发现,细化的共晶片层结构提升了异质变形诱导(HDI)强化和应变硬化能力,可能有效缓解应力集中,从而延长断裂并维持塑性。本钻研中提出的层间暂停战术为通过LDED增材造作工艺开发拥有原位可调控微观结构、优异机械机能的高熵合金提供了一种单一而有效的步骤,为其工程利用启发了新的可能性。
论文链接:https://doi.org/10.1016/j.addma.2024.104471


基于LDED层间暂停战术原位调控EHEAs微观结构:LDED示意图(a);分歧层间暂停功夫的片层厚度比力求(b)和拉伸工程应力-应变曲线(c);层间暂停60s样品的TEM表征(d)和APT表征(e)。