树枝晶结构的均质化以及难熔高熵合金MoNbTaVW的高温强度

《METALLURGICAL AND MATERIALS TRANSACTIONS A-PHYSICAL METALLURGY AND MATERIALS SCIENCE》：Homogenization of Dendritic Structures and the High-Temperature Strength of the Refractory High-Entropy Alloy MoNbTaVW

本研究探讨高温均匀化处理对MoNbTaVW合金微观结构与力学性能的影响，发现处理后材料高温加工硬化显著提升，但室温屈服强度变化小于3%，且强度达1400MPa，优于先前报道值。该结果揭示了RHEA中通过均匀化实现均匀性能的可行性。

　　

摘要

MoNbTaVW是一种开创性的难熔高熵合金（RHEA），以其在高温下的卓越强度而闻名。与大多数RHEA一样，它凝固后形成具有陡峭浓度梯度的树枝状微观结构，因此需要通过热处理来达到平衡。这种陡峭的浓度梯度通常会使得机械性能分析和建模变得复杂，这是高通量合金发现过程中的关键挑战。本研究探讨了高温均匀化处理（1800°C下持续8小时）对MoNbTaVW微观结构和机械性能的影响，测试温度范围达到1200°C。通过事后微观结构分析以及化学、晶体学和力学评估发现，屈服强度对均匀化处理的敏感性出乎意料地低，铸态材料与热处理材料之间的差异不到3%。纳米压痕实验表明，在室温下，树枝状结构中的纳米硬度变化极小。然而，均匀化处理显著增强了高温下的加工硬化效应，从而提高了材料的抗压强度峰值。无论是铸态还是经过均匀化处理的MoNbTaVW，在室温下的强度均为1400 MPa，超过了之前的报道值。这些发现表明，高温处理可以在不降低强度的前提下实现微观结构的均匀化，这是RHEA中的独特现象。尽管这一结论并非普遍适用，但它强调了理解实验合金微观结构发展的重要性，并为设计无需热处理即可获得均匀性能的合金提供了途径。