高熵合金在钎焊和表面工程领域的应用研究进展

李 红，韩 祎，曹 健，MARIUSZ Bober，JACEK Senkara

(1 北京工业大学 材料与制造学部，北京 100124；2 哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室，哈尔滨 150001；3 华沙理工大学制造工程学院，波兰 华沙 02-524)

高熵合金(high-entropy alloys，HEAs)也被称为多主元合金(multi-principal element alloys，MPEAs)，是由Yeh等[1]和Gao等[2]于2004年分别提出的一种新的合金设计概念。与由1～2个主元元素构成的传统合金不同，高熵合金通常具有多个主元元素。Zhang等[3]将高熵合金分为由至少5个等摩尔比主元元素组成的具有单相结构的第一代高熵合金，如CoCrFeMnNi[4],HfNbTaTiZr[5]等；以及由至少4个非等摩尔比的主元元素组成的多相或者复杂相的第二代高熵合金，如具有随机固溶体-γ′相共晶结构的AlCoCrFeNi2.1[6]共晶高熵合金，具有纳米析出相的(FeCoNiCr)94Ti2Al4[7]以及具有相变诱导塑性(transformation-induced plasticity，TRIP)的Fe40Mn40Co10Cr10[8]高熵合金。高熵合金表现出超越传统合金的高温性能[9]、高强韧性[10]、优异的耐磨性[11]、独特的电学性质和磁性[12-13]以及高耐蚀性[14]。通常认为，这些性能优势来源于其核心效应，即高熵效应、晶格畸变效应、迟滞扩散效应、鸡尾酒效应[15]以及特有的浓度起伏带来的位错相互作用[16]。

尽管高熵合金已表现出很多优异的性能，但以固溶体为基体的高熵合金存在较高的黏度，因此铸造流动性较差，难以补缩，大体积铸锭的宏观和微观偏析严重，不利于高熵合金的规模化工业应用[6,17-18]，因此现阶段高熵合金较少应用于结构承重材料，目前研究多集中于制备小块铸锭或薄膜/涂层材料。高熵合金作为钎焊材料在高温钎焊填充材料及涂层方面具有一定的优势和应用潜力。……