第一作者：高宏亮
通讯作者：苏海军
通讯单位：西北工业大学凝固技术国家重点实验室; 西北工业大学深圳研究院
DOI：https://doi.org/10.1016/j.msea.2024.147770
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近日，西北工业大学苏海军教授团队创新性地采用硼元素(B)微合金化策略，结合激光粉末床熔融技术，成功制备出兼具超高强度与优异塑性的共晶高熵合金。室温拉伸结果表明，热处理后B掺杂试样的屈服强度、抗拉强度和延伸率分别达到1177MPa、1517MPa和17.6%，综合性能显著优于同类激光粉末床熔融制备的高熵合金及复合材料。同时发现，B元素的掺杂导致沉积态B掺杂AlCoCrFeNi2.1样品中B2相体积分数增加，从而在热处理过程中促进了更多FCC沉淀物的形成，进而维持了试样高的强度。此外，FCC相体积分数的增加和残余应力的降低对试样的塑性产生了积极影响，使其延伸率提升超过两倍。
2 研究背景
随着人们对合金成分空间的不断探索，高熵合金已经从单相合金逐渐拓展至多相合金。共晶高熵合金通过构建微纳异质双相结构，有效解决了金属材料强度和延展性之间的矛盾。此外，共晶高熵合金还继承了共晶合金优异的铸造性能，这为金属材料的多尺度结构设计和强塑性研究提供了新的途径。激光粉末床熔融技术作为一种新型的增材制造技术，它利用粉末床逐层精细铺粉与激光逐层快速熔化沉积的创新工艺，能够实现对任意复杂金属构件的快速成形。同时由于高的温度梯度和快的冷却速率，能够产生超细的凝固组织，进而改善合金的力学性能，这为高性能、高精度金属构件的成形奠定了坚实的基础。随着能源效率的不断提高，如何实现材料更高强度和更好的延展性以及这两者之间的平衡已成为工程应用的迫切需求。B作为一种掺杂元素能够改善合金的力学性能，然而对于激光粉末床熔融成形B元素掺杂共晶高熵合金的激光成形特性以及B元素对共晶高熵合金的强化效果尚不明晰，需要进一步研究。
3 本文亮点
利用激光粉末床熔融技术成形B掺杂共晶高熵合金，并结合热处理工艺，实现了材料优异强塑性的匹配，进一步拓展了共晶高熵合金激光增材制造的成分设计空间和工程化应用范围。
4 图文解析
如图1(a)所示，所有合金均呈现FCC与B2的双相结构。在沉积态的B掺杂试样中，观察到(111)FCC和(110)B2的衍射峰轻微向低角度偏移(如图1(a1)
声明：
“西工大苏海军教授团队：高强塑共晶高熵合金激光增材制造新突破” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色网
来源：西北工业大学凝固技术国家重点实验室; 西北工业大学深圳研究院
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2025年06月20日 ~ 22日 
