丁欣恺,孙琨,张猛,方亮,邢建东

(西安交通大学金属材料强度国家重点实验室,710049,西安)

高超声速火箭撬实验平台作为20世纪末发展起来的一种实验设备,对国防建设起着十分重要的作用[1-2]。高速运行火箭撬的关键部位材料需承受高温高压等极端条件,为保证零部件的可靠性与安全性,选用的材料须具有优良的高温耐磨耐腐蚀性能与热强韧性能。实验证明,高熵合金尤其是难熔高熵合金,在高温高压等极端条件下依旧能保持简单的密排晶体结构和优良的综合力学性能[3]。

高熵合金这一概念于2004年首先由我国台湾学者Yeh等人提出[4-7],并引起了广泛的关注。目前比较公认的观点是,高熵合金是由多种金属组元以近等物质的量比混合而成的一种具有高混合熵或者构型熵的合金。这是一种新的合金设计理念,并有望突破传统材料的性能极限[8]。研究表明,多数高熵合金是由1种或2种简单的相构成的。高熵合金的单相结构之所以能稳定存在,根据热力学定律G=H-TS(式中:G为吉布斯自由能;H为焓;T为开氏温度;S为熵),是由高熵合金的高混成熵和低生成焓所决定的。高熵合金具有的高熵效应、晶格畸变、迟滞扩散效应和“鸡尾酒”效应使其具有良好的综合力学特性,如高强度、高硬度、耐磨耐腐蚀性,同时具备良好的塑性等[9]。因此,高熵合金具有巨大的研究价值和广泛的应用前景[10]。

2010年,美国的Senkov教授等人采用真空熔炼法制出了NbMoTaW和NbMoTaWV难熔高熵合金[11-12],此外,他们还设计出了TaNbHfZrTi高熵合金[13],开启了难熔高熵合金的研究热潮。……