高性能结构材料是先进装备和重大工程项目的基石。对于航空航天领域关键服役部件、极端承力零件和高温紧固系统，局部塑性变形意味着整体结构失效；因此，屈服强度（而非抗拉强度）是主要设计准则。AlCoCrFeNi2.1 共晶高熵合金（EHEA）具有面心立方（FCC，富FeCr软相）和体心立方（BCC（B2），富NiAl硬相）交替层状异质结构 [1], [2], [3], [4], [5], [6], [7]，是少数兼具高加工硬化能力与适中强度的高熵合金体系之一，因而展现出显著的应用潜力 [8], [9], [10], [11], [12]。然而，该合金的铸态屈服强度通常较低（约600 MPa），严重制约了其在极端承力环境中的应用 [13], [14], [15]。
为克服这一瓶颈，现有策略是大塑性变形冷轧后接退火处理 [16], [17], [18]。冷轧引入的高密度位错显著提高强度，但后续退火引发难以解决的微观结构退化困境。当退火温度或时间不足时，由于高熵合金（HEA）扩散动力学迟缓，再结晶仍远未完成，由此产生的高残余内应力导致韧性严重下降。相反，传统长时间高温退火（如800°C/3 h）不可避免地导致具有较高原子迁移率的硬BCC（B2）相发生优先球化并显著粗化，这是由于组成相之间固有的扩散动力学差异所致 [19], [20]。此外，传统退火几乎无法在FCC基体中产生高密度退火孪晶，在很大程度上抵消了晶粒细化和孪晶强化贡献，从而将合金困于强度-韧性权衡之中。尽管已付出大量努力微调传统退火参数以改善力学性能 [21], [22], [23], [24]，但在传统热处理框架下同时实现FCC相中高密度退火孪晶形核和B2第二相超细纳米析出及抑制粗化仍是长期挑战。此外，长时间退火的显著时间和能耗消耗，以及过度晶粒生长或不完全消除的纤维变形带引起的局部应力集中和各向异性，继续阻碍其大规模工业应用。
电脉冲处理（EPT）是一种先进的非平衡热处理技术，通过焦耳热效应和电子风力效应的深度耦合，为突破这一强度-韧性矛盾提供了新的物理途径 [25], [26], [27]。电子风可以定向降低原子扩散势垒并减少位错运动阻力，在变形储能之外提供额外的非热驱动力。这极大加速了极短时间内的回复和再结晶动力学，并动态改变系统吉布斯自由能 [28], [29], [30], [31]。这种非平衡调控机制显著提高了晶界迁移速率并改变了形核路径，在实现超快晶粒细化的同时有效切断导致晶粒和第二相过度粗化的长程扩散通道 [32], [33], [34]。
为解决这一挑战，本研究对冷轧AlCoCrFeNi2.1 EHEA施加短时电脉冲处理（790°C / 8 min），利用热效应和非热效应的协同作用突破双相界面的动力学势垒。通过对多尺度微观结构的精确协调控制，战略性地构建了多异质结构：（1）原始层状共晶结构具有更高的再结晶分数，平均晶粒尺寸细化至11.4 μm，有效抑制局部应力集中；（2）在FCC相中诱导均匀分散的高密度Σ3退火孪晶界，提供显著的孪晶强化；（3）通过纳米尺度Cr重分布分解，在BCC（B2）基体内快速析出大量尺寸分布稳定在10–30 nm范围内的富Cr共格纳米畴，产生强烈的位错钉扎和共格应变强化效应。
这种多异质结构策略在保证微观结构高均匀性的同时，成功消除了软相和硬相之间变形不相容性在大变形材料中通常引起的应力集中。实验结果表明，与传统高能耗长时退火（800°C/3 h）相比，EPT合金屈服强度提高24.7%（达1142 MPa），抗拉强度提高12.1%（达1492 MPa），同时保持17.5%的优异断裂伸长率，有效克服了传统工艺强加的强度-韧性权衡。本研究系统阐明了双相合金中电脉冲诱导强韧化的内在机制。由于极短热循环带来的显著降低能耗和缩短加工路线，它为双相共晶高熵合金和工业级多相材料的非平衡微观结构控制提供了新范式。
