AlCrFeNiTi高熵合金结构稳定性的探索

农智升，李宏宇，朱景川

(1.沈阳航空航天大学 材料科学与工程学院，沈阳 110136；2.哈尔滨工业大学 材料科学与工程学院，哈尔滨 150001)



AlCrFeNiTi高熵合金结构稳定性的探索

农智升1，李宏宇1，朱景川2

(1.沈阳航空航天大学 材料科学与工程学院，沈阳 110136；2.哈尔滨工业大学 材料科学与工程学院，哈尔滨 150001)

为了探索高熵合金相结构的稳定性，将二元合金Sutton-Chen多体势扩展到适用于Al-Cr-Fe-Ni-Ti系多元合金的相互作用势，并用于研究AlCrFeNiTi五元系高熵合金在不同温度下的原子迁移能力以及结构稳定性。最后通过实验分析了铸态AlCrFeNiTi高熵合金的相组成，并与理论计算结果进行对比。结果表明：体心结构的AlCrFeNiTi高熵合金结构稳定性比面心结构的高，体心结构将优先于面心结构在合金中形成。实验制备的铸态AlCrFeNiTi高熵合金为简单体心结构，计算结果与实验结果吻合较好。

AlCrFeNiTi高熵合金；结构稳定性；相互作用势

作为突破传统合金设计理念的新型合金——高熵合金，由5种或5种以上主要组元以等原子比或近似等原子比的配比组成，并具有传统合金所不能比拟的高强度、高硬度、耐磨、耐腐蚀和抗氧化、软化等综合性能[1-3]。多主元混合所产生的高熵效应使合金倾向于形成简单的固溶结构(以简单面心立方和体心立方结构为主)[4-5]，而并未形成过多的金属间化合物[6]。除了热力学上的高熵效应之外，动力学上的缓慢扩散效应，晶体结构上的剧烈晶格畸变以及性能上的“鸡尾酒效应”是高熵合金具有简单结构及优良综合性能的主要原因[7-9]。……