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高熵合金(High entropy alloy, HEAs)以其新穎的合金設計理念和優(yōu)異的力學性能自問世以來受到了廣泛的關注。CoCrFeNiMn作為一種具有代表性的高熵合金,已經(jīng)得到了廣泛的研究。這種高熵合金的一個有趣的特性是其在低溫下的斷裂韌性,使其成為低溫結(jié)構材料的候選材料。目前高熵合金的制備主要依賴于傳統(tǒng)的熔融或鑄造方法,在成本和實際應用效率方面存在很大的局限性。增材制造(Additive Manufacturing, AM)基于其凈形制造能力和設計自由度的優(yōu)勢,可以直接從CAD模型中獲取具有復雜幾何形狀的零件。在各種AM方法中,選擇性激光熔煉(SLM)技術得到了越來越廣泛的應用,并被用于工程材料的制備。
新加坡制造技術學院和悉尼大學的Zhu和An等人通過SLM成功地制備了一種近全致密CoCrFeNiMn高熵合金。所構建的樣品呈現(xiàn)出分層結(jié)構,包括熔池、柱狀顆粒、亞微米細胞結(jié)構和位錯(圖1)。與傳統(tǒng)方法相比,在預制試樣中獲得了高強度和高延性的優(yōu)異組合(圖2)。
圖1 (a) OM,(b) 正面SEM圖像,(c) 蜂窩結(jié)構的SEM圖像,(d) 正面的EBSD圖,(e) 疊加HAGBs(藍線)和LAGBs(紅線)的EBSD圖像質(zhì)量圖,(f) 正面KAM圖,(g) 具有SAED模式的蜂窩結(jié)構的明場STEM圖像,(h) 由(g)中的正方形示出區(qū)域的明場STEM圖像和該區(qū)域的元素分布圖
圖2 (a) EBSD圖,(b) KAM圖,(c d) 預制試樣拉伸斷裂的明場STEM圖
定量分析表明,位錯硬化對材料強度的提高起著重要作用,而非晶界強化。良好的塑性與復雜位錯活動控制的穩(wěn)定應變硬化有關。
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