含BCC/B2共格结构多主元合金研究进展
2021-02-25董亚光王俊升
董亚光,陈 尚,王俊升,2,靳 柯,2
(1 北京理工大学 材料学院,北京 100081;2 北京理工大学前沿交叉科学研究院,北京 100081)
通过引入第二相阻碍位错运动是合金常见的强化方式之一[1-5],其中共格析出相稳定性较高,且在起强化作用的同时可较好地保持材料的塑性[3-8]。例如,在马氏体时效钢中引入与BCC(体心立方)基体共格的B2相可获得高达2.2 GPa的抗拉强度,并保持8%的塑性[6]。Yeh等[9]和Cantor等[10]于2004年提出高熵合金和多主元合金概念。与传统合金单一主元的成分特点不同[6-12],这类新型合金由多种合金元素按照等原子比或近似等原子比方式混合而成[13-17],因其独特的合金设计理念与优异的性能而得到国内外的广泛关注[18-21]。早期多主元合金的研究主要针对单相固溶体合金[22-25]。随着研究的深入和拓展,发现在多主元合金中引入共格析出相可以大幅度提升力学性能,例如在FCC(面心立方)结构的Ni-Co-Fe-Cr-Ti-Al[23-24]和Al-Cr-Fe-Ni-V多主元合金[25]中,通过引入共格L12相进行强化。近年来,BCC结构多主元合金表现出了优异的强度、硬度及较好的耐磨性能,具有良好的应用前景[26-27]。在此基础上,研究人员发现通过在BCC固溶体中引入共格B2相,获得含BCC/B2共格结构多主元合金,如Al-3d金属体系[28]与Al-难熔金属体系等[29-30],合金强度得到进一步提高。
本文归纳了含BCC/B2共格结构多主元合金的研究进展,分析了多主元合金中BCC/B2共格结构的成分与组织形貌,剖析了BCC/B2共格结构的稳定性,总结了这类合金的组成元素及力学性能等特征,并展望了含BCC/B2共格结构多主元合金的发展方向。……
