氧化物对激光辅助增材制备CoCrNi介质熵合金低温拉伸性能的影响（一）科学家

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江苏激光联盟导读：
本文探讨了LAAM制备不同氧化物含量的CoCrNi介质熵合金，探讨了氧化物对低温拉伸性能的影响。本文为第一部分。
摘要
采用激光辅助增材制造（LAAM）技术制备了不同氧化物含量的CoCrNi中熵合金。研究了拉伸变形过程中的低温拉伸性能和组织演变。对于氧化物含量较高（2.03 vol%）的样品B ，屈服强度（YS）、极限抗拉强度（UTS）和伸长率（El）均低于氧化物含量较少（0.47 vol%）的样品A 。样品B的低YS主要归因于较低的初始位错密度。氧化物对YS的增加略有贡献，但显著降低了El 。由于孪晶界（TBs）的补偿效应，样品B的El在298K和143K下具有可比性。
在143K温度下，两种样品的YS和UTS均较高。随着温度从298k降至143k ，样品A的YS和UTS几乎呈线性增加，而El则呈下降趋势。虽然在拉伸变形过程中形成了大量TBs ，但它们在靠近断裂位置的晶粒中分布不均匀。在低温下较高的应力下，晶界与大量TBs的相互作用使微空洞更容易沿晶界萌生，导致过早失效。
Morris技术公司的燃油喷射旋流器。这部分不可能通过机器或铸造，但可以很容易地通过增材制造。

例如，如上图所示的Morris技术公司的燃油喷射旋流器金属部件不容易加工或铸造，因为无法从部件上去除模具的内部部分或加工内部表面。虽然可以将组件分解成几个子组件来生产，但如果可以将其作为单个组件来生产，则会有很大的优势。然而，增材制造不受这些特殊的复杂性限制。一般来说，零件的复杂程度并不会影响它的制造能力，甚至不会极大地影响它的成本。它允许几乎任何复杂性的组件、设计的自由度，并增加了最终产品特性和功能的灵活性。

图形摘要
1.介绍
与高熵合金(HEA)和传统的低熵合金(LEA)相比，中熵合金(MEA)一般由2-4个主元组成，介质混合熵在1R~ 1.5R之间，其中R为气体常数。文献中报道的大多数多边环境协定都是由现有的高原子化协定派生而来的等原子组成。例如， CoNi、FeNi、CoCrNi、CoFeNi、CoCrFeNi和CoFeMnNi都是CoCrFeMnNi HEA亚族，而AlCrFeNi MEA则是从AlCoCrFeNi发展而来的。此外，还研制了一些高温耐热中熵合金，如由TiZrHfNbTa HEA衍生而来的HfNbTa 。因此，随着HEAs的发展，多边环境协定家族正在扩大。

图A四种nbta基固溶合金的EBSD反极性图。
图B四种nbta基合金电弧熔化后的晶粒尺寸分布。
图A (a)-(d)显示了四种合金的EBSD反极性图(ipf) ，取自铸态铸锭的中心部分。在所有情况下，显微组织由随机取向、形状不规则的晶粒组成，晶粒尺寸分布广泛，从10?μm到1?mm以上，没有任何优先的晶体结构。图B显示了作为晶粒尺寸函数的晶粒面积分数。 NbTa、TiNbTa和TiHfNbTa的晶粒尺寸分布相似，在400?μm范围内的晶粒尺寸超过70%;平均粒度分别为300?μm、341?μm和340?μm 。 HfNbTa中小于100?μm的晶粒占比超过40% ，平均晶粒尺寸为215?μm 。尽管如此，所有这些合金的晶粒尺寸都相当大，因此它们的晶粒尺寸差异预计对机械性能的影响很小。
在已报道的MEAs中， CoCrNi与CoCrFeMnNi HEA及其其他衍生物相比，具有优异的室温和低温机械性能，尤其是在低温环境下具有优异的延展性和断裂韧性。 CoCrNi的优异性能使其成为低温应用的首选材料，如寒冷地区的工业结构(如燃料箱、压力容器) ，以及在低温环境下运行的聚变电厂和航空航天工业的某些部件。 CoCrNi优异的机械性能主要归功于位错滑移/解离和纳米孪晶的协同变形机制。此外，在高度变形的CoCrNi中，还发现了应力诱导的六边形紧密排列(HCP)相，以纳米孪晶/HCP薄片的形式存在，这在一定程度上有助于提高CoCrNi的强度和塑性。

氧化物对激光辅助增材制备CoCrNi介质熵合金低温拉伸性能的影响（一）

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