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CoCrFeMnNi高熵合金的中溫位錯(cuò)蠕變行為

2023-07-19

在多元素高熵合金HEA)中,高構(gòu)型熵在相分離或金屬間化合物形成過(guò)程中穩(wěn)定單一固溶體相。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的固溶體HEA表現(xiàn)出與嚴(yán)重的晶格畸變和緩慢的晶格擴(kuò)散相關(guān)的優(yōu)異機(jī)械性能。固溶強(qiáng)化HEA還表現(xiàn)出廣泛的應(yīng)變硬化以及顯著的塑性。與復(fù)雜成分相關(guān)的獨(dú)特機(jī)械和物理性能引起了許多研究人員的濃厚興趣。固溶強(qiáng)化合金在中間溫度下表現(xiàn)出優(yōu)異的抗蠕變性。位錯(cuò)與組成原子之間的相互作用將對(duì)HEA的蠕變產(chǎn)生很大影響。HEA中嚴(yán)重的晶格畸變和緩慢的晶格擴(kuò)散預(yù)計(jì)會(huì)提高抗蠕變性。研究組成元素在中間溫度下HEA的抗蠕變性和性能中的作用將會(huì)很有趣。來(lái)自韓國(guó)忠南大學(xué)的Kang等人研究CoCrFeMnNi535°C650°C之間的蠕變性能,以研究中間溫度下的蠕變變形機(jī)制。

CoCrFeMnNi在中間溫度(535650°C)下蠕變機(jī)制從爬升蠕變轉(zhuǎn)變?yōu)榛瑒?dòng)控制蠕變。由于位錯(cuò)的應(yīng)變能較高,構(gòu)型熵對(duì)原子均勻分布的影響在位錯(cuò)附近減弱。原子尺寸失配較大的原子偏析對(duì)位錯(cuò)線能量的降低大于熵的降低,有利于組成原子的偏析。爬升到滑行蠕變過(guò)渡準(zhǔn)則用于預(yù)測(cè)從爬升控制蠕變到滑行控制蠕變的過(guò)渡。CoCrFeMnNi的實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)變點(diǎn)與使用Cr數(shù)據(jù)的理論轉(zhuǎn)變點(diǎn)之間的出色一致性表明,Cr是對(duì)高應(yīng)力下粘性滑動(dòng)行為影響最大的元素。Cr在中間溫度下的粘性滑移蠕變中的影響作用歸因于Cr的大原子尺寸失配,以減輕位錯(cuò)線能量以及與滑移控制蠕變中的位錯(cuò)速度相當(dāng)?shù)倪m當(dāng)擴(kuò)散率。

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