脉冲电场协同强化亚稳态双相CoCrFeNiAl0.5高熵合金突破强度-塑性倒置关系

本研究创新性地采用激光滚压辅助电弧定向能量沉积（LR-WADED）技术制备IN718高温合金，通过优化热处理工艺显著改善其微观组织（包括γ′/γ″强化相）和力学性能。该方法成功将粗大柱状晶转变为均匀等轴晶（14.7μm），使材料硬度（471.6 HV0.5）和抗拉强度（1332.4 MPa）超越锻造标准AMS5662，为航空航天涡轮盘制造提供了高效低成本解决方案。

　　

亮点

本研究采用创新的激光滚压辅助电弧定向能量沉积（LR-WADED）技术制备IN718高温合金，结合定制化热处理方案，成功实现微观组织与力学性能的协同优化。

微观结构

图3显示不同状态样品的YOZ截面光学显微结构：传统WADED样品呈现沿Z方向外延生长的粗大柱状枝晶（图3a），枝晶间可见黑色Laves相沉淀（图3e）；而未经处理的LR-WADED样品则出现柱状枝晶断裂和等轴枝晶区域（黄色虚线标注，图3b）。高倍观察显示激光滚压导致显著晶粒细化和位错密度提升。

微观结构演变机制

如图16所示，自由沉积条件下高热梯度导致WADED样品形成沿生长方向排列的粗大柱状晶（图16a）。而激光滚压辅助工艺通过热机械耦合作用，在沉积层中保留变形晶粒并诱发动态再结晶，最终形成"项链状"混晶结构——等轴晶环绕在未再结晶的变形晶粒周围（图16c）。

结论

本研究开发的LR-WADED工艺结合1020℃固溶处理，使IN718合金获得均匀细晶组织（超越锻造件水平），完全溶解δ相和Laves相，并析出高密度γ′/γ″强化相。材料在650℃高温下仍保持优异强塑性组合，为航空航天关键部件制造开辟了新途径。