纳米相沉淀与溶质偏析协同强化的轻质AlTiNbZrTa难熔高熵合金实现高强度与高延展性

来自全球前沿材料科学团队的研究人员针对难熔高熵合金(RHEAs)存在的脆性、轻量化及力学性能瓶颈问题，通过铸造-多步热机械处理(TMT)工艺开发出Al5.5Ti29.67Nb29.66Zr29.67Ta5.5轻质RHEA(LW-RHEA)。该合金展现出1140 MPa超高强度和30.2%优异延展性，其性能提升源于B2/Zr5Al3型纳米相沉淀与位错溶质偏析的协同作用，为高温结构材料提供了新范式。

　　

在材料科学前沿领域，一项突破性研究揭示了轻质难熔高熵合金(RHEAs)的强化新机制。通过精密设计的铸造结合多步热机械处理(TMT)工艺，科研团队成功制备出具有体心立方(BCC)结构的AlTiNbZrTa系合金。令人振奋的是，该材料在室温下同时实现1140 MPa级超高强度和30.2%的惊人延展性，甚至在873K高温环境下仍保持卓越性能。

微观结构分析显示，冷轧过程中溶质原子沿位错线发生显著偏析，后续热处理时转化为均匀分布的B2相和Zr₅Al₃型纳米沉淀相。这些纳米相与高密度位错网络、细晶结构形成多尺度协同强化效应，包括固溶强化、晶界强化、位错强化和沉淀硬化四重机制。特别值得注意的是，研究人员首次观察到被第二相颗粒钉扎的位错缠结、解离的肖克利不全位错等特殊缺陷结构。

这项研究为开发新一代轻量化高温结构材料提供了创新思路，其独特的"纳米相沉淀-溶质偏析"协同调控策略，不仅解决了传统RHEAs强度-塑性倒置难题，更为航空航天、能源装备等极端环境应用开辟了新途径。