电脉冲处理突破亚稳态CoCrFeNiAl0.5高熵合金强塑性倒置难题的绿色冶金新策略

本文推荐一种环保型电脉冲处理(EPT)技术，通过构建枝晶/柱状/弥散BCC与FCC基体的多尺度异质结构，使亚稳态CoCrFeNiAl0.5高熵合金(HEA)实现屈服强度提升19.1%和延伸率突破60%的协同优化，为绿色制造高性能金属材料提供新范式。

　　

Highlight

本研究采用环境友好型电脉冲处理(EPT)技术，成功突破铸态亚稳态CoCrFeNiAl_0.5高熵合金(HEA)的强塑性倒置困境。通过精准调控多尺度微观结构演化，包括：

1. 在柱状BCC相中细化纳米级A2析出物

2. 基体位错密度显著增殖

3. 基于Al/Ni元素扩散的相变行为

   这些微观演变触发了位错与弥散BCC相、A2颗粒在不同基体中的交互作用，其中Orowan机制贡献约141.5 MPa的析出强化效果。定量分析表明，EPT诱导的多种强化机制与实验结果高度吻合。

Conclusions

1. EPT技术使铸态CoCrFeNiAl_0.5 HEA实现19.1%屈服强度提升和60%延伸率的突破性组合

2. 形成包含枝晶-BCC、柱状-BCC、弥散-BCC与FCC基体的四级异质结构

3. BCC相比FCC相对脉冲电流响应更敏感

4. 通过定量解析强化机制，建立理论计算与实验数据的精准关联

   该研究为开发绿色高效的高性能HEA提供了全新的 microstructure-property调控途径。