【论文报道】恭喜魏然老师研究生杨智敏在Intermetallics (IF=4.3)上发表论文！

供稿人：房崇勋

论文题目：Ultrastrong and ductile Fe₆₀Co₂₀Ni₁₅Mo₅ medium-entropy alloy with high density nanoprecipitates

论文作者：Zhimin Yang(杨智敏)^a, Shilin Feng^a, Chongxun Fang^a, Yongfu Cai^a*, Zhenhua Han^b, Haimei Li^a, Ran Wei^a*

Journal：Intermetallics

DOI:  https://doi.org/10.1016/j.intermet.2024.108606

【研究背景】

       近来，优异的性能和广泛的成分设计可能性使得高熵合金和中熵合金（H/MEAs）极具吸引力。然而，大多数H/MEAs也面临着强度-延展性权衡和/或韧性-脆性转变的挑战。迄今为止，研究人员已经开发了各种途径来克服这个问题。著名的研究人员将纳米沉淀相引入面心立方（FCC）H/MEAs中，以优化它们在常温和/或高温下的机械性能。特别是将马氏体时效钢的设计概念引入MEA中，实现具有针状、椭圆形和/或球形纳米沉淀的时效MEAs，以展现在室温下优异的拉伸强度，这是一个有前景的策略。此外，通过相变反转，可以有效地调节面心立方（FCC）相的体积分数，然后引入相变诱发塑性（TRIP）效应来增强马氏体MEAs的延展性。然而，关于高密度沉淀强化MEAs在低温下的机械性能的研究是有限的。因此，在此研究中，我们引入了一种创新的沉淀强化Fe60Co20Ni15Mo5 MEA，它具有独特的微观结构，在室温和低温下展现出高强度和延展性。

【成果速览】

      报告了一种新型的沉淀强化Fe60Co20Ni15Mo5中熵合金（MEA）。这种MEA具有单相体心立方（BCC）微观结构，在低温下展现出约2.7 GPa的高拉伸强度，超过了现有的MEA和高强度合金。此外，通过使用逆向过程，即在BCC基体中嵌入高密度的球形纳米沉淀相以及在反转的FCC相中少量的纳米沉淀相，可以获得独特的双相结构。由于沉淀强化和相变诱发塑性效应，这种双相MEA展现出了出色的低温强度（约2.2 GPa）和延展性（约20%）的优异组合。

图1：样品600℃和700℃退火后XRD衍射图谱

图2：A600和A700拉伸工程应力应变和真应力应变曲线

图3：A600和A700样品在25℃和-196℃断后TEM图

【结论展望】

        总结来说，设计了一种高密度沉淀强化的Fe60Co20Ni15Mo5中等熵合金（MEA）。这种具有单一BCC结构的MEA在-196°C时的超高抗拉强度（约2.7 GPa）在已报道的高强度合金和高/中等熵合金（H/MEAs）中是最高的。通过相变反转获得了BCC+FCC双相结构，反转的FCC相也包含了少量的纳米沉淀相，这使得MEA在-196°C时具有出色的强度和延展性，主要是由于沉淀强化和由DIMT诱导的高密度纳米层状马氏体。这项研究为高密度纳米沉淀相的高性能H/MEAs在低温应用的进步提供了宝贵的视角。