冯月明， 姚百胜， 毕台飞， 易永根， 田永达， 汲江涛， 王 雷

（1. 西安石油大学 材料科学与工程学院， 西安710065； 2. 中国石油长庆油田第一采油厂，西安716002； 3. 中铁第一勘察设计院集团有限公司， 西安710043）

1 中熵合金与高熵合金材料

以钢铁为代表的传统金属中， 大多是由一种基本元素（溶质） 加入少量合金元素（溶剂） 组成。 与此不同的是， 高熵合金 （high entropy alloy, HEA） 与中熵合金 （medium entropy alloy,MEA） 则含有多种基本元素， 其浓度接近等原子浓度。 这种等原子或近等原子比在5%～35%的各种元素所组成结构可以引起高熵效应， 从而形成简单的固溶相， 而不是形成复杂的金属间化合物[1-7]。 在HEA 和MEA 材料中， 各种元素的存在导致了严重的晶格畸变， 从而导致大量固溶强化， 提高了HEA 和MEA 材料的力学性能[8]。

MEA 材料是指由2～4 种元素等原子比熔融而成的合金， 结构熵在1～1.5R 之间[1]。 MEA 材料普遍具有较为简单的晶体结构和较低的堆垛层错能 （stacking fault energy, SFE）， 并且具有一些传统合金 （即基于一个主元素设计的合金） 不具备的力学性能， 诸如高强度、 高塑性和低温下良好的断裂韧性等。 由于其可能具备的许多理想性质， MEA 材料成为最近几年来材料科学和力学学科研究的重点之一， 受到了广泛的关注[1-11]。

2 中熵合金与高熵合金力学性能比较

面心立方（face-centered cubic， FCC） 型HEA和MEA 材料以其优异的性能受到材料研究者的青睐[10-14]。 其中比较有代表性的为CoCrFeMnNi-HEA （cantor alloy） 以及CoCrNi-MEA。 通过对一系列FCC 单相MEA 材料与HEA 材料进行研究， 发现他们的屈服强度和极限抗拉强度都随温度的降低而显著提高。 然而， 这些单相FCC 型MEA 和HEA 的力学性能与合金元素数量之间并没有绝对的对应关系。……