铌微合金化CoCrNi中熵合金的动态压缩行为与强化机制研究及其在高应变率下的应用前景

本综述系统探讨了Nb微合金化对CoCrNi中熵合金（MEA）动态变形行为的影响，揭示了其通过多尺度第二相形成（如Laves相、ε相）、晶格畸变与位错调控，显著提升高应变率（103-106 s-1）下的屈服强度与应变硬化能力。研究为极端动态载荷（如航天防护结构）提供关键理论与实验支持，推动MEA在抗冲击材料领域的应用创新。

　　

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Specimen preparation

(CoCrNi)_100-xNb_x（x = 0、2、4、6 at.%）合金锭通过高纯元素电弧熔炼制备，在氩气保护下于水冷铜坩?中重熔五次以确保成分均匀。铸锭经1473K均匀化处理12小时后冷轧至一定厚度，随后进行再结晶退火。

Microstructures of the as-recrystallized MEAs

XRD图谱（图1a）显示随着Nb含量增加，FCC相衍射峰向低角度偏移，表明晶格膨胀。晶格参数从Nb0的0.3562 nm增至Nb6的0.3581 nm（膨胀约0.52%），归因于Nb原子取代较小尺寸的Co/Cr/Ni原子。Nb添加还促进Laves相（富Nb）和ε相（半共格）析出，有效抑制再结晶过程中晶界迁移与位错湮灭。

Discussion

Nb改性合金的高应变率强度优势源于多尺度强化机制的协同作用：固溶强化、析出相（Laves/ε相）阻碍位错运动、位错森林增殖及细晶强化（Hall-Petch效应）。动态加载下，位错、堆垛层错（SF）与纳米孪晶（DTs）网络协同激活，实现多级应变容纳与持续加工硬化。

Conclusions

本研究主要发现：

1. 1.
   Nb添加引起晶格膨胀并促进Laves相与ε相析出，抑制晶界迁移，细化晶粒；
2. 2.
   多尺度析出相与位错交互作用显著提升高应变率下的屈服强度；
3. 3.
   层级变形机制（位错滑移、层错、孪晶）协同贡献优异应变硬化能力；
4. 4.
   研究为设计高性能动态负载MEA提供关键理论与工艺指导。