选区激光熔化制备的高熵合金研究进展

郭朝阳，张百成，2，温耀杰，李祺祺，曲选辉，2

(1.北京科技大学新材料技术研究院北京材料基因工程高精尖创新中心，北京100083;2.现代交通金属材料与加工技术北京实验室，北京100083)

0 引言

高熵合金(High Entropy Alloy,HEA)是由我国台湾学者叶均蔚教授[1]提出的全新的合金设计概念,对传统单一合金体系的理念进行了颠覆。高熵合金一般由五种及以上摩尔数相近的元素组成,且每种元素的原子含量均在5%～35%之间。高熵合金混合熵较高,研究表明,较高的混合熵可以促进无序固溶体相的形成[2],抑制金属间化合物、中间相及偏析的出现。高熵合金的无序固溶体相通常表现为简单结构,即虽然高熵合金的主元元素有四到五种及以上,但它们在凝固后往往形成相对简单的相结构,如面心立方(Face-centered Cubic,FCC)、体心立方(Body-centered Cubic,BCC)或密排六方(Hexagonal Close Picked,HCP)结构。由于饱和固溶体的存在,高熵合金存在有显著的固溶强化作用。此外,高熵合金独特的四大效应也是其表现出卓越性能的关键,即高熵效应(不同的化学成分形成了具有最大无序度的独特高熵原子结构)、迟滞扩散效应(成分均匀)、晶格畸变效应(强化的关键)、鸡尾酒效应(元素成分可调控)[2]。Hsu等[3]通过绘制AlCoCrxFeMo0.5Ni合金体系相图,指出从室温到1273K的该类高熵合金的热硬度均高于镍基高温合金,多主元效应的存在使得高熵合金在高温领域具有潜在的应用前景。Senkov等[4]通过添加难熔金属制备出耐火高熵合金NbCrMo0.5Ta0.5TiZr,发现该合金的力学性能和抗氧化性能优于已经商业化的Nb合金和较早报道的Nb-Si-Al-Ti和 Nb-Si-Mo合金。……