上海大學增材制造頂刊：突破傳統(tǒng),，層間暫停策略提升共晶高熵合金性能！

來源：上大材料

共晶高熵合金（EHEAs）因其獨特的異質層狀結構,，展現(xiàn)出良好的強度和延展性結合,。傳統(tǒng)方法（真空電弧熔煉、鑄造,、粉末冶金）制備EHEAs容易出現(xiàn)孔洞,、宏觀偏析、微觀結構粗大等缺陷,，直接制造具有高幾何復雜性和精細特征的零件極具挑戰(zhàn)性,。激光定向能量沉積（LDED）技術是增材制造制備EHEAs的理想選擇。然而,，目前LDED技術制備AlCoCrFeNi2.1 EHEA的研究較少,，且合金的強度-延展性仍難以滿足實際工程應用，盡管后續(xù)處理可改善合金性能,，但會增加生產(chǎn)周期和成本,。

近日，材料學院無序合金團隊針對當前LDED技術制備的AlCoCrFeNi2.1共晶高熵合金（EHEAs）并未表現(xiàn)出令人滿意的強度-延展性組合這一難題,，提出了一種簡單,、新穎的層間暫停策略，可原位調(diào)控共晶片層的微觀組織結構,，以增強合金的強度和延展性,。相關成果以題為“Laser directed energy deposited eutectic high entropy alloy with tailored lamella structure via interlayer pause strategy”發(fā)表在增材制造領域國際頂級期刊《Additive Manufacturing》（中科院一區(qū)Top期刊，IF=10.3）,。何洲洋碩士研究生為論文第一作者,，卞西磊副研究員（導師）、賈岳飛博后為共同通訊作者,。該項研究得到了國家自然科學基金,，上海市自然科學基金，西工大凝固技術國家重點實驗室開放課題，上海市教委創(chuàng)新計劃,，國防科技173計劃,，中國載人航天工程空間利用系統(tǒng)項目和上海市科技創(chuàng)新計劃等項目的資助。

基于LDED層間暫停策略原位調(diào)控EHEAs微觀結構：LDED示意圖（a）,；不同層間暫停時間的片層厚度比較圖（b）和拉伸工程應力-應變曲線（c）,；層間暫停60 s樣品的TEM表征（d）和APT表征（e）。

研究表明,，層間暫停策略可顯著細化共晶片層結構,，與無層間暫停的情況相比，暫停60s樣品的片層結構細化程度提高近40%,，合金的抗拉強度提高~14%,，均勻伸長率提高~47%。通過SEM,、EBSD,、TEM和APT等表征手段進一步發(fā)現(xiàn)，細化的共晶片層結構提升了異質變形誘導（HDI）強化和應變硬化能力,，能夠有效緩解應力集中,，從而延遲斷裂并保持塑性。本研究中提出的層間暫停策略為通過LDED增材制造工藝開發(fā)具有原位可調(diào)控微觀結構,、優(yōu)異機械性能的高熵合金提供了一種簡單而有效的方法,，為其工程應用開辟了新的可能性。

論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.addma.2024.104471