1000 MPa級(jí)CrCoNi中熵合金的微觀組織和力學(xué)行為

宋凌云, 王艷飛, 王明賽, 郭鳳嬌, 何 瓊, 冉 昊,文 勇, 黃崇湘

（四川大學(xué) 空天科學(xué)與工程學(xué)院， 成都 610065）

高熵合金概念從2004年被提出以來(lái)[1]，因其具有高強(qiáng)高硬、耐磨損耐腐蝕和良好的高溫?zé)岱€(wěn)定性等特點(diǎn)，應(yīng)用前景十分廣泛，如高強(qiáng)高硬模具、刀具材料，化工廠、航海船舶的耐腐蝕材料，航空燃?xì)鉁u輪機(jī)、航海燃?xì)鉁u輪機(jī)的壓氣機(jī)葉片等，因此該領(lǐng)域一直是材料科學(xué)研究的熱點(diǎn)。其中高熵合金FeCoNiCrMn（Cantor合金）以其單一穩(wěn)定的FCC結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的力學(xué)性能引起眾多的關(guān)注，Wu等[2]在Fe-Co-Ni-Cr-Mn系列的中高熵合金中發(fā)現(xiàn)，經(jīng)冷軋和不同溫度（300～1100 ℃）退火后，CrCoNi中熵合金均有較高硬度和較小晶粒尺寸。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，在100～700 ℃溫度范圍內(nèi)CrCoNi中熵合金均表現(xiàn)較優(yōu)的抗拉強(qiáng)度和均勻伸長(zhǎng)率[3]。同時(shí)也有研究報(bào)道在低溫環(huán)境下（－196 ℃）CrCoNi中熵合金的損傷容限和動(dòng)態(tài)剪切性能也優(yōu)于眾多中高熵合金和傳統(tǒng)合金[4-5]，包括有TWIP和TRIP效應(yīng)的鋼材。盡管CrCoNi中熵合金擁有優(yōu)異的抗拉強(qiáng)度和塑性，但其屈服強(qiáng)度仍偏低。通過(guò)軋制處理后CrCoNi中熵合金的室溫屈服強(qiáng)度約300 MPa[3]；經(jīng)冷鍛和交叉軋制處理，室溫屈服強(qiáng)度為440 MPa[4]。Zhao等[6]在CoCrNi基體中加入少量的Al和Ti引入沉淀強(qiáng)化效應(yīng)使其屈服強(qiáng)度增至750 MPa；Schuh等[7]采用高壓扭轉(zhuǎn)變形（high pressure torsion，HPT）方式細(xì)化晶粒使其屈服強(qiáng)度升至1900 MPa，但伸長(zhǎng)率僅剩4%。近年來(lái)，部分研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)軋制后，在再結(jié)晶溫度附近退火可以獲得具有較優(yōu)強(qiáng)度-塑性匹配的異質(zhì)結(jié)構(gòu)，Haase等[8]制備的部分再結(jié)晶CrCoNiFeMn高熵合金擁有600 MPa屈服強(qiáng)度和27%伸長(zhǎng)率；Slone等[9]制備的CrCoNi中熵合金也具有797 MPa屈服強(qiáng)度和19%均勻伸長(zhǎng)率。

本文采用低溫/室溫軋制對(duì)CrCoNi中熵合金進(jìn)行大變形處理，并輔以后續(xù)的退火工藝，獲得部分再結(jié)晶和大小晶粒的異質(zhì)結(jié)構(gòu)。力學(xué)測(cè)試發(fā)現(xiàn)該異質(zhì)結(jié)構(gòu)具有優(yōu)異的強(qiáng)度和塑性及耐磨損性能。

1 實(shí)驗(yàn)材料及方法

1.1 材料

采用電磁懸浮熔煉技術(shù)在高純氬氣的環(huán)境下將純Cr、Co、Ni（99.9%，質(zhì)量分?jǐn)?shù)）金屬熔化制得等摩爾比的CrCoNi中熵合金鑄錠。為了確?；瘜W(xué)成分和微觀結(jié)構(gòu)的均勻性，將鑄錠再反復(fù)熔化5次，然后在1200 ℃下處理12 h，接著將鑄錠鍛壓成6.3 mm厚的板坯（始鍛溫度為1050 ℃，終鍛溫度為900 ℃）。將兩組坯板樣品分別于室溫和液氮溫度軋制至0.63 mm厚，由于液氮條件下變形較難，其變形道次較多、變形速率較低，但兩者厚度減小量均為90%，并分別標(biāo)記為RTR（room temperature rolling，RTR）和CR（cryogenic rolling，CR）樣品。軋制試樣在氮?dú)獗Ｗo(hù)環(huán)境下于不同溫度進(jìn)行退火處理。

1.2 力學(xué)實(shí)驗(yàn)和摩擦磨損實(shí)驗(yàn)

硬度測(cè)試和摩擦磨損測(cè)試樣品都使用SiC砂紙打磨至2000目，再機(jī)械拋光處理至無(wú)表面劃痕。維氏硬度測(cè)試荷載為300 g，保荷時(shí)間為15 s。每類型樣品的硬度值取十五個(gè)獨(dú)立測(cè)試值點(diǎn)平均值。板狀拉伸試樣的標(biāo)稱段尺寸為10 mm × 2 mm ×0.63 mm。室溫單軸拉伸測(cè)試的應(yīng)變速率1 × 10-3s-1，每種類型樣品測(cè)試3個(gè)試樣。采用UMT-TriboLab試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行線性往復(fù)式球-平面摩擦磨損測(cè)試，法向載荷為5 N，運(yùn)動(dòng)速率為0.28 m/s，時(shí)長(zhǎng)為30 min。為確保實(shí)驗(yàn)可重復(fù)性，摩擦磨損重復(fù)測(cè)試3次，并用光學(xué)輪廓儀測(cè)量磨損量。

1.3 微觀結(jié)構(gòu)表征

采用電子背散射衍射（EBSD）系統(tǒng)測(cè)量晶粒尺寸和晶界取向差的分布，并通過(guò)透射電子顯微鏡（TEM）觀測(cè)其微觀組織結(jié)構(gòu)。使用SiC砂紙將用于EBSD觀察的樣品打磨至2000目，經(jīng)機(jī)械拋光后在30 V的電壓下用5%高氯酸酒精進(jìn)行電化學(xué)拋光。使用SiC砂紙將TEM樣品經(jīng)機(jī)械打磨至80 μm后，離子減薄至約40 μm的厚度，最后在-25 ℃的條件下，再使用5%的高氯酸酒精溶液通過(guò)雙噴射流拋光設(shè)備進(jìn)行減薄。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1 力學(xué)性能

軋制態(tài)RTR CrCoNi中熵合金的硬度值為427HV。圖1為450～900 ℃范圍內(nèi)退火處理60 min的RTR CrCoNi樣品硬度隨退火溫度變化的曲線。與大多數(shù)傳統(tǒng)合金不同[10-12]，低溫段退火的RTR CrCoNi的硬度隨退火溫度升高而增加，并在550 ℃達(dá)到峰值519HV。部分研究認(rèn)為這種異常硬化行為是由于退火析出沉淀相或第二相粒子[13-14]，但研究表明劇烈塑性變形CrCoNi的退火過(guò)程中沒(méi)有出現(xiàn)析出相[15-16]，有學(xué)者指出是由于晶界位錯(cuò)源抑制強(qiáng)化（dislocation source-limited strengthening），從而引發(fā)退火硬化現(xiàn)象[17-18]。同時(shí)，在CrCoNiFeMn高熵合金[19]大塑性變形和退火之后的硬度測(cè)量中也觀察到類似現(xiàn)象，可以推測(cè)CrCoNi中熵合金中也存在類似的機(jī)理，但是需要進(jìn)一步的工作來(lái)闡明這一點(diǎn)。

圖 1 RTR CrCoNi硬度隨退火溫度的變化Fig. 1 Dependence of vickers hardness of RTR CrCoNi on annealing temperature

退火溫度升到600 ℃，硬度略降低至496HV。當(dāng)退火溫度達(dá)到650 ℃，硬度急降到335HV。這說(shuō)明經(jīng)劇烈塑性變形的CrCoNi的臨界再結(jié)晶溫度約為650 ℃。在900 ℃退火60 min，硬度降至僅186HV，說(shuō)明CrCoNi已完全再結(jié)晶并長(zhǎng)大成均勻的粗晶。據(jù)此，選擇650 ℃及其附近溫度進(jìn)行短時(shí)退火，以期獲得CR和RTR CrCoNi中熵合金異質(zhì)結(jié)構(gòu)。

圖2（a）、（b）分別是RTR和CR CrCoNi在650 ℃附近經(jīng)10～60 min不同時(shí)間退火所得材料的工程應(yīng)力-應(yīng)變曲線。表1和表2列出了圖2曲線對(duì)應(yīng)的力學(xué)性能測(cè)試結(jié)果，包括抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、均勻伸長(zhǎng)率。從表1和表2可以看出，CR和RTR CrCoNi的屈服強(qiáng)度分別高達(dá)1545 MPa和1380 MPa，但均勻伸長(zhǎng)率極低（＜ 3%）。CR CrCoNi強(qiáng)度比RTR樣品高的原因可能是前者于更低溫度累積塑性應(yīng)變形成更多的晶界、位錯(cuò)、孿晶等晶格缺陷[20]。隨著退火時(shí)間的增加和溫度的升高，CR和RTR樣品的強(qiáng)度都呈下降趨勢(shì)。

值得關(guān)注的是，RTR CrCoNi經(jīng)650～700 ℃退火10～60 min后均同時(shí)表現(xiàn)出高強(qiáng)度和優(yōu)異塑性。比如，經(jīng)650 ℃/ 20 min退火所得的樣品的屈服和抗拉強(qiáng)度分別高達(dá)987 MPa和1160 MPa，同時(shí)均勻和斷裂伸長(zhǎng)率分別達(dá)到18.6%和28.3%。CR CrCoNi經(jīng)650～700 ℃退火10～60 min也表現(xiàn)出優(yōu)異的綜合力學(xué)性能。比如，650 ℃/ 10 min退火所得的樣品的屈服和抗拉強(qiáng)度分別高達(dá)1135 MPa和1229 MPa，同時(shí)均勻和斷裂伸長(zhǎng)率分別達(dá)到14.1%和19.9%。其強(qiáng)度/塑性綜合性能遠(yuǎn)優(yōu)于初始的冷軋態(tài)和完全退火態(tài)的粗晶（CR CrCoNi經(jīng)900 ℃退火60 min）的性能。CR和RTR CrCoNi經(jīng)650 ℃退火相同時(shí)間后（20～60 min），他們的強(qiáng)度基本相同，但后者的伸長(zhǎng)率相對(duì)更優(yōu)。比如，650 ℃退火相同20 min，兩者強(qiáng)度相近，但后者的均勻塑性（18.6%）大于前者（15.6%）。兩者經(jīng)700 ℃退火相同時(shí)間后，RTR CrCoNi的伸長(zhǎng)率也更高。

圖 2 RTR CrCoNi（a）和CR CrCoNi（b）經(jīng)不同退火條件后的工程應(yīng)力-應(yīng)變曲線Fig. 2 Engineering stress-engineering strain curves of RTR CrCoNi（a）and CR CrCoNi（b）after annealing at different conditions

表 1 RTR CrCoNi退火后的力學(xué)性能Table 1 Mechanical properties of RTR CrCoNi after annealing

2.2 微觀結(jié)構(gòu)表征

圖3（a-1）和（b-1）分別是RTR CrCoNi經(jīng)650℃/ 20 min和CR CrCoNi經(jīng)650 ℃/ 10 min退火后的典型EBSD晶粒組織圖，其中紅色邊界代表低角度晶界（θ＜ 15°），黑色邊界代表高角度晶界（θ＞15°）。顯然，兩種樣品都發(fā)生了部分再結(jié)晶，且前者再結(jié)晶程度小于后者。統(tǒng)計(jì)兩種退火態(tài)結(jié)構(gòu)的晶粒尺寸分布（圖3（a-2）和（b-2）），得到兩者的平均晶粒尺寸分別為0.92 μm和0.81 μm。說(shuō)明該退火條件所得微觀組織的主體為超細(xì)晶結(jié)構(gòu)。

圖 3 RTR CrCoNi（a）和CR CrCoNi（b）經(jīng)650 ℃/ 20 min退火后的微觀結(jié)構(gòu) （1）EBSD圖、（2）統(tǒng)計(jì)晶粒尺寸分布、（3）取向差分布；Fig. 3 Microstructure of RTR CrCoNi（a）and CR CrCoNi （b） after annealing at 650 ℃/ 20 min （1）EBSD map，（2）distribution of grain size，（3）distributions of misorientation angles；

從晶界分布和晶粒尺寸分布圖都可以看出，兩種樣品的微觀結(jié)構(gòu)都有一個(gè)共性特征：超細(xì)晶基體中彌散分布晶粒尺寸相對(duì)較大的再結(jié)晶長(zhǎng)大晶粒（如圖3（a-1）和（b-1）中的藍(lán)色小箭頭所示）。并且，經(jīng)650 ℃/ 20 min退火的RTR CrCoNi比650 ℃/ 10 min退火的CR CrCoNi含更多長(zhǎng)大晶粒。這證明兩種結(jié)構(gòu)都有明顯不均勻結(jié)構(gòu)特征，也就是異質(zhì)結(jié)構(gòu)，而且前者的結(jié)構(gòu)不均勻性大于后者。

圖3（a-3）和（b-3）分別顯示了兩種樣品的晶界取向角統(tǒng)計(jì)分布結(jié)果?？梢钥闯?0 °取向角的晶界占有很高比例。此外經(jīng)650 ℃/ 20 min退火的RTR CrCoNi的高角度晶界（θ＞ 15°）占比為71%；經(jīng)650 ℃/ 10 min退火的CR CrCoNi的高角度晶界占比為92%。這些結(jié)果證明兩種樣品的晶界以高角度晶界為主，大比例的60 °取向角暗示兩者均含有大量孿晶[21]。

圖4（a）、（b）、（c）分別顯示了CR CrCoNi以及經(jīng)過(guò)650 ℃/ 10 min、650 ℃/ 60 min退火后的典型TEM明場(chǎng)圖像。初始冷軋態(tài)呈嚴(yán)重畸變的超細(xì)晶/納米微觀結(jié)構(gòu)，含高位錯(cuò)密度、模糊的晶界、沿軋制方向拉長(zhǎng)的晶粒（圖4（a））。對(duì)于經(jīng)650 ℃/ 10 min和650 ℃/ 60 min退火的材料（圖4（b）和（c）），微觀結(jié)構(gòu)主要由再結(jié)晶態(tài)的等軸超細(xì)晶構(gòu)成。如圖4（b）中白色虛線框所示，結(jié)構(gòu)中殘留有少許的未再結(jié)晶高位錯(cuò)密度納米結(jié)構(gòu)區(qū)域，這說(shuō)明微觀結(jié)構(gòu)中保留有一定比例的位錯(cuò)低角度晶結(jié)構(gòu)。可以看出，經(jīng)650 ℃/ 60 min退火的再結(jié)晶晶粒尺寸稍大且殘留部分的高位錯(cuò)密度納米結(jié)構(gòu)區(qū)域，同時(shí)再結(jié)晶等軸晶中都含大量退火孿晶。一般而言，大塑性變形后經(jīng)歷再結(jié)晶退火，低層錯(cuò)能的FCC合金中容易形成退火孿晶。Mahajan等[22]指出，F(xiàn)CC結(jié)構(gòu)中的退火孿晶是由于晶界沿{111}面上的長(zhǎng)大事故（growth accidents）所致。

圖 4 CR CrCoNi及不同退火處理后的TEM明場(chǎng)像：（a）冷軋態(tài)；（b）650 ℃/ 10 min退火；（c）650 ℃/ 60 min退火Fig. 4 TEM bright filed images of CrCoNi after CR and annealing at different conditions：（a）as deformed；（b）annealing at 650 ℃/ 10 min；（c）annealing at 650 ℃/ 60 min

2.3 摩擦磨損測(cè)試

選擇經(jīng)650 ℃/ 20 min退火的RTR CrCoNi為例研究其摩擦磨損性能。圖5為摩擦系數(shù)隨時(shí)間變化圖，測(cè)得平均摩擦系數(shù)為0.596。通過(guò)維氏硬度儀和光學(xué)輪廓儀測(cè)得其硬度值和磨損量分別為387HV、0.00144 mm3。根據(jù)比磨損率 = 磨損體積/（法向載荷×滑行距離），由前文1.2節(jié)可知法向載荷為5 N，滑行距離為504 m，計(jì)算得磨損率為5.72 × 10-7mm3·N-1·m-1。由圖5可以看出，初始時(shí)摩擦系數(shù)值迅速上升至較大數(shù)值后略有下降，而后隨著時(shí)間緩慢地上升，最后摩擦系數(shù)穩(wěn)定波動(dòng)。這可以解釋為：金屬球在CrCoNi中熵合金上啟動(dòng)滑動(dòng)時(shí)需要克服最大靜摩擦力；隨后金屬球在試樣表面滑動(dòng)需克服滑動(dòng)摩擦力，故摩擦力略有下降；之后由于金屬球越磨越深，增大了球與樣品的接觸面積，球的阻力開(kāi)始增大，摩擦系數(shù)因而也緩慢上升；當(dāng)金屬球與合金接觸面積穩(wěn)定時(shí)，摩擦系數(shù)達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)。

圖 5 經(jīng)650 ℃/ 20 min退火的RTR CrCoNi摩擦系數(shù)隨時(shí)間的變化Fig. 5 Dependence of friction coefficient of RTR CrCoNi after annealing at 650 ℃/ 20 min on the time

3 討論

3.1 強(qiáng)化機(jī)制

霍爾-佩奇關(guān)系[23-24]表征金屬材料的屈服強(qiáng)度與晶粒直徑的關(guān)系，即：

式中：σ0為晶格摩擦應(yīng)力；K晶界強(qiáng)化系數(shù)；d為平均晶粒尺寸。Ma等[5]測(cè)得CrCoNi中熵合金系數(shù)K約為500 MPa·μm1/2。Yoshida等[25]測(cè)得CrCoNi中熵合金σ0為218 MPa。本實(shí)驗(yàn)中，經(jīng)650 ℃/ 10 min退火的CR CrCoNi和經(jīng)650 ℃/ 20 min退火的RTR CrCoNi的統(tǒng)計(jì)平均晶粒尺寸分別為0.81 μm、0.92 μm。將上述參數(shù)代入式（1）計(jì)算得屈服強(qiáng)度分別為773 MPa和739 MPa，結(jié)果與實(shí)驗(yàn)測(cè)量值（1135 MPa和987 MPa）不相匹配。在Hansen[26]的理論研究中，霍爾-佩奇效應(yīng)被修正了一部分，根據(jù)晶界角度大小引入了位錯(cuò)強(qiáng)化機(jī)制，即強(qiáng)度-結(jié)構(gòu)關(guān)系用位錯(cuò)和晶界強(qiáng)化來(lái)描述。對(duì)于由位錯(cuò)組成的低角晶界（小于15°），強(qiáng)度貢獻(xiàn)取決于晶界的取向角，低于某個(gè)臨界角時(shí)，強(qiáng)度貢獻(xiàn)與邊界中存儲(chǔ)的位錯(cuò)密度的平方根成正例；對(duì)于取向角大于15°的高角晶界，其貢獻(xiàn)可通過(guò)Hall-Petch強(qiáng)化計(jì)算得出，其中晶界的強(qiáng)度與完全再結(jié)晶且無(wú)織構(gòu)的多晶中的晶界相同。因此多晶體的屈服強(qiáng)度可表示為[27]：

式中：σdis和σGB分別表征位錯(cuò)強(qiáng)化和晶界強(qiáng)化。它們可分別用下列式子描述：

式中：M為泰勒因子（3.06）；α為泰勒常數(shù)（0.24）；G為剪切模量（87 GPa）[3]；b為柏氏矢量（ 0.252 nm）[28]；ρ0為晶界間的位錯(cuò)密度（非常小，可忽略不計(jì)）[29]；ρdis為存儲(chǔ)在低角晶邊界區(qū)域的位錯(cuò)密度；dGB是晶界平均間距。引入每單位體積的總表面積SV和作為晶界強(qiáng)化的晶界分?jǐn)?shù)f，ρdis和dGB可分別表示為：

由圖3可知，經(jīng)650 ℃/ 10 min退火的CR CrCoNi和經(jīng)650 ℃/ 20 min退火的RTR CrCoNi的高角度晶界占比分別為92%和71%，假定其晶界強(qiáng)化的晶界分?jǐn)?shù)f分別為0.92和0.71。將該參數(shù)代入式（8）可分別計(jì)算出其位錯(cuò)強(qiáng)化與晶界強(qiáng)化的貢獻(xiàn)值，如表3所示，表中σy，cal和σy，exp分別表示為計(jì)算得出的屈服強(qiáng)度和實(shí)驗(yàn)測(cè)得的屈服強(qiáng)度。

表 3 經(jīng)650 ℃/ 10 min退火的CR CrCoNi和經(jīng)650 ℃/ 20 min退火的RTR CrCoNi的位錯(cuò)強(qiáng)化和晶界強(qiáng)化Table 3 Dislocation strengthening and grain boundary strengthening of CR CrCoNi after annealing at 650 ℃/ 10 min and RTR CrCoNi after annealing at 650 ℃/ 20 min

由表3可以看出，計(jì)算得出的屈服強(qiáng)度和實(shí)驗(yàn)測(cè)量的屈服強(qiáng)度大致匹配，但也有一定的誤差。一方面可能是由于霍爾-佩奇系數(shù)k值并非是一個(gè)定值。Yu等[30]在總結(jié)鎂合金的霍爾-佩奇系數(shù)k的影響因素時(shí)，發(fā)現(xiàn)材料加工方式、加載路徑、晶粒尺寸范圍都會(huì)影響k值。另一方面是由于高/低角晶界的臨界角度選取可能存在一定的偏差，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)誤差。此外，晶粒中的大量孿晶亦可作為邊界阻礙屈服階段的位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，從而影響屈服強(qiáng)度。但是仍然可看出，在經(jīng)650 ℃/ 10 min退火的CR CrCoNi中，高角晶界強(qiáng)化是強(qiáng)度的主要貢獻(xiàn)機(jī)制。再結(jié)晶的超細(xì)晶相對(duì)于劇烈塑性變形的晶粒具有較低的位錯(cuò)密度，為后續(xù)加工硬化提供較多的晶格缺陷存儲(chǔ)空間，因此其塑性也大大提高。

3.2 力學(xué)性能與磨損性能的對(duì)比

圖6展示了本研究所得低溫軋制、室溫軋制以及退火后的CrCoNi中熵合金與其他CrCoNi中熵合金[4，6-7，9，16，31]、中高熵合金（medium/high entropy alloys，M/HEAs）[3，32]、TWIP鋼[33]、雙 相（dualphase，DP）鋼[34-35]、馬氏體鋼[36]、TRIP鋼[37-38]、淬火配分（quenching-partitioning，Q&P）鋼[39]的屈服強(qiáng)度-均勻伸長(zhǎng)率對(duì)比圖?？梢钥闯觯狙芯克猛嘶饝B(tài)的超細(xì)晶CrCoNi中熵合金的力學(xué)性能與Sathiyamoorthi等[16]和Yang等[32]制備的異構(gòu)CrCoNi中熵合金的性能相當(dāng)，均擁有1000 MPa級(jí)別的屈服強(qiáng)度，同時(shí)保持10%以上的均勻伸長(zhǎng)率，比其他人制備的CrCoNi中熵合金[4，6-7，9]的綜合性能要好，并優(yōu)于大部分其他中高熵合金以及高強(qiáng)韌性鋼材。

圖 6 超細(xì)晶CrCoNi中熵合金的屈服強(qiáng)度-均勻伸長(zhǎng)率與其他合金的對(duì)比Fig. 6 Comparison of yield strength - uniform elongation of ultrafine-grained CrCoNi MEAs with other alloys

圖7為經(jīng)650 ℃/ 20 min退火后的RTR CrCoNi與其他中高熵合金[40-42]、鎳基高溫合金[43-45]的硬度-比磨損率對(duì)比。很明顯，本研究所得超細(xì)晶CrCoNi中熵合金的比磨損率比大多數(shù)合金都低，擁有優(yōu)異的抗磨損性能。

圖 7 超細(xì)晶CrCoNi中熵合金的硬度-比磨損率與其他合金的對(duì)比Fig. 7 Comparison of hardness - specific wear rate of ultrafine-grained CrCoNi MEAs with other alloys

4 結(jié)論

（1）通過(guò)室溫、低溫軋制后退火處理，成功制得具有優(yōu)異力學(xué)性能的CrCoNi中熵合金。其中，低溫軋制后經(jīng)650 ℃/ 10 min退火的CrCoNi中熵合金具有1123 MPa屈服強(qiáng)度，14.1%均勻伸長(zhǎng)率；室溫軋制后經(jīng)650 ℃/ 20 min的CrCoNi中熵合金具有987 MPa屈服強(qiáng)度，18.6%均勻伸長(zhǎng)率。

（2）具有高強(qiáng)度和塑性的CrCoNi中熵合金的微觀結(jié)構(gòu)主要由再結(jié)晶態(tài)的超細(xì)晶構(gòu)成，其強(qiáng)度主要源于高角度晶界的晶界強(qiáng)化和低角度晶界的位錯(cuò)強(qiáng)化。

（3）超細(xì)晶CrCoNi中熵合金擁有優(yōu)異的抗磨損性能。