CoCrFeNiAlx 系高熵合金的动态力学性能和本构关系*

马胜国，王志华

（1. 太原理工大学机械与运载工程学院应用力学研究所，山西 太原 030024；2. 太原理工大学机械与运载工程学院材料强度与结构冲击山西省重点实验室，山西 太原 030024；3. 太原理工大学机械与运载工程学院力学国家级实验教学示范中心，山西 太原 030024）

高熵合金，又名多主元合金，它突破了传统合金的设计理念，通常由五种或五种以上的合金元素以等原子比或类等原子比设计而成[1-2]；其独特的设计策略使其往往具有简单的固溶体结构和优异的综合性能，如高的强度和硬度，优异的断裂韧性，良好的抗摩擦、抗疲劳、抗腐蚀特性，以及潜在的高低温力学性能等[3-5]。

目前，高熵合金力学性能的研究还主要基于准静态加载[6-8]，即加载应变速率通常在10−4～10−2s−1之间。Zhao 等[9]利用晶体塑性模型初步分析了CoCrFeNi 和Al0.3CoCrFeNi 两种面心立方结构（facecentered cubic，FCC）的高熵合金在准静态加载下的位错密度演化情况。Chen 等[10]通过机械合金化法成功合成了具有室温优异力学性能的AlCuNiFeCr 高熵合金涂层。Varvenne 等[11]采用修正的Labusch 模型对具有伪二元结构的CoCrFeNiAlx和CoCrFeNiMnAlx高熵合金进行了准静态载荷下的强度预测，研究发现模型预测和实验结果具有很好的吻合性。然而我们知道，材料在真正服役下的环境不是一成不变的，而是一个动态变化的过程，而且经常会受到突然性的冲击载荷的作用，如碰撞、跌落、高速撞击甚至是爆炸等。因此，研究高速率动态加载下的合金力学行为，可以很好的应对材料在实际服役过程中遇到的突发事件，更好的发挥高熵合金潜在的力学性能，如Li 等[12]研究了Al0.1CoCrFeNi 和Al0.3CoCrFeNi 高熵合金在温度区间（77～298 K）内的夏比冲击韧性。……