《Nature》：纳米层状高熵合金的增材制造( 二 )

上图显示了单轴拉伸时fcc和bcc相的晶格应变和应力分配。 a ，具有代表性的fcc(包括{111、{200、{220和{311)和bcc(包括{110、{211和{321)晶体平面族晶格应变随宏观真应力沿加载方向的演变。实验结果和仿真结果分别用符号和实线表示。红色虚线表示宏观屈服强度。 b bcc和fcc阶段宏观应力-应变响应DP-CPFE模拟结果及相应的应力分配。 c ，变形过程中不同拉伸应变(ε)沿加载方向的中子衍射谱。 d bcc和fcc相中的位错密度随应变的变化，由c中的衍射光谱和改进的Williamson-Hall方法(补充第3节)得出。误差条表示标准偏差。我们使用PED来表征不同拉伸应变下的位错演变(图4a-c) 。高密度的打印引起的位错是AM金属常见的，可能是源于打印过程中产生的大热应力。当应变增加到5%时， bcc中比fcc纳米薄片中观察到更广泛的位错增殖(图4b) ，这与中子衍射测量结果一致(图3d) 。从高度缺陷fcc/bcc界面产生的应变对比可以看出，位错倾向于在层状界面聚集(图4be) 。这一观察结果表明，层状界面是位错的屏障和沉淀。由其曲线形态可见， bcc纳米薄片内的位错具有混合特征(图4a-f) 。我们在HRTEM下研究了纳米层间界面(图4g-i) 。

【《Nature》：纳米层状高熵合金的增材制造】上图显示了细观和原子尺度变形结构。 a - c ，虚拟亮场PED显微图显示了拉伸应变约为0% (a)、5% (b)和15% (c)时bcc(红点表示)和fcc(绿点表示)纳米层中位错亚结构的演变。与传统位错成像相比， PED的优势在于消除了大多数动力学效应，导致位错对比度更清晰。 d -f ，拉伸应变为0% (d)、5% (e)和15% (f)时变形子结构的高倍亮场TEM显微照片。在5%应变时fcc纳米层中观察到变形诱导的堆积错误(黄色箭头突出显示) 。相位界面由黄色虚线表示。 g - i ，显示约0% (g) ，5% (h)和15% (i)拉伸应变下原子级bcc和fcc相界面的HRTEM显微图，以及FFT模式(插图) 。 j-l ，分别为g-i中黄色框区IFFT显微图。值得注意的是， IFFT图通过显示额外的半晶格平面只显示了位错的边缘分量(由黄色虚线圈突出显示) 。在目前的AM EHEA中， fcc纳米薄片与半相干相界面结合，可以对bcc纳米薄片的塑性应变施加强约束，从而使其塑性流动随着应变的增加而稳定。此外，打印诱导bcc纳米薄片的纳米级成分调制(图1gh)可以进一步增加应变硬化，促进bcc纳米薄片的稳定塑性流动。 L-PBF非均质纳米层状结构的一个重要好处是产生较大的局部塑性应变梯度，导致强背应力硬化，这种强烈的背应力硬化反映了来自L-PBF的非均匀纳米层状结构的益处，与传统热机械处理中通过微层状EHEA中的纳米沉淀物进行的背应力硬化形成对比。总之，我们利用L-PBF的增材制造和EHEA的有利成分效应开发了一类双相纳米层状合金，该合金表现出高屈服强度和高拉伸延展性的特殊组合，超过了其他最先进的AM合金。这种层次结构的双相纳米结构可以普遍应用于其他EHEA系统，以改善它们的力学性能。文章来源：https://doi.org/10.1038/s41586-022-04914-8

《Nature》：纳米层状高熵合金的增材制造( 二 )

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