L12析出相调控氢致缺陷与氢脆行为：高熵合金抗氢损伤机制创新

【编辑推荐】本研究通过在高强度CoCrFeNi基高熵合金（HEA）中引入L12析出相（γ′），揭示了析出相/基体界面作为氢（H）陷阱的捕获效应，显著降低氢扩散速率并抑制氢致空位簇形成，首次实现强度与氢脆（HE）抗性的协同提升，为氢环境用中/高熵合金的微观结构设计提供新范式。

　　

Highlight

本研究重点揭示了氢对两种合金（CoCrFeNi和含L1₂析出相的(CoCrFeNi)₉₅TiAl₃Nb合金）氢脆敏感性和缺陷行为的影响机制，核心发现如下：

Microstructure

通过XRD分析发现，CoCrFeNi合金仅呈现单一FCC相（晶格参数a=3.545 ?），而氢充电后未观察到相变。值得注意的是，HEA1合金中虽未检测到γ′相衍射峰，但前期研究证实L1₂-γ′析出相的存在——这些纳米级沉淀相通过高分辨率透射电镜（HRTEM）可清晰观测，其与基体的共格界面成为高效氢捕获位点。

Conclusions

1. 1.

   γ′析出相的力学增强效应：微量Ti/Al/Nb添加促使γ′相形成，使FeCoCrNi合金屈服强度提升超100 MPa，拉伸强度增幅达15%，同时延伸率保持优异。

2. 2.

   氢脆抗性机制：L1₂析出相/基体界面作为氢陷阱（H trap），既增加氢固溶度又降低其迁移率，有效抑制氢致晶间裂纹倾向。正电子湮灭谱显示HEA1中空位型缺陷浓度更高，但界面捕获效应阻断了氢致空位簇的聚合，从而提升抗氢脆（HE）性能。

3. 3.

   设计启示：该工作首次证明有序析出相可通过"氢陷阱工程"改善高熵合金氢耐受性，为氢能装备用合金开发提供新策略。

（注：翻译中采用"氢陷阱工程"等拟人化表述，保留L1₂、γ′等专业符号，关键术语如FCC、HRTEM等均用括号标注英文缩写）