【摘 要】
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Cantor合金是由英国的Cantor教授于2004年首次提出,是指由Co、Cr、Fe、Mn、Ni五种元素按照等原子比或者接近等原子比组成的一种高熵合金.这种合金容易形成单相FCC结构,具有高熵合金独特的四大效应,即热力学上的高熵效应、结构上的晶格畸变效应、动力学上的迟滞扩散效应以及性能上的“鸡尾酒”效应.基于这四大效应,Cantor合金具有优异的力学性能、耐磨性、耐腐蚀性以及延展性,尤其是在低温下表现出良好的断裂韧性和抗拉强度,有望替代传统合金成为未来最具发展潜力的合金.本文简单介绍了Cantor合金独
【机 构】
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北京工业大学材料与制造学部新型功能材料教育部重点实验室,北京100124;北京工业大学材料与制造学部新型功能材料教育部重点实验室,北京100124;北京工业大学工业大数据应用技术国家工程实验室,北京1
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Cantor合金是由英国的Cantor教授于2004年首次提出,是指由Co、Cr、Fe、Mn、Ni五种元素按照等原子比或者接近等原子比组成的一种高熵合金.这种合金容易形成单相FCC结构,具有高熵合金独特的四大效应,即热力学上的高熵效应、结构上的晶格畸变效应、动力学上的迟滞扩散效应以及性能上的“鸡尾酒”效应.基于这四大效应,Cantor合金具有优异的力学性能、耐磨性、耐腐蚀性以及延展性,尤其是在低温下表现出良好的断裂韧性和抗拉强度,有望替代传统合金成为未来最具发展潜力的合金.本文简单介绍了Cantor合金独特的四大效应及其常用的制备方法,对比了不同制备方法的优缺点,详细介绍了最常用的制备Cantor合金的方法——真空电弧熔炼+铜模铸造法;系统总结了Cantor合金在低温和中高温环境下的力学性能.Cantor合金的力学性能随温度的降低而逐渐提高,这是由于低温会降低合金的层错能,有助于变形孪晶的形成,变形机制由位错滑移转变为纳米孪晶.中高温度下Cantor合金的力学性能较差,且室温下该合金屈服强度不足300 MPa.同时,针对Cantor合金在中高温环境下力学性能较差的问题,介绍了目前改善该合金力学性能的常用方法,包括严重塑性变形加工和弥散颗粒的引入,其原理均为通过细化晶粒来提高合金的力学性能.另外,总结了Cantor合金组织稳定性的最新研究进展,当温度低于1073 K时,Cantor合金内部有析出相出现;当温度高于1073 K时,其仍然保持单相FCC晶体结构.最后,在此基础上对Cantor合金的发展方向进行了展望.
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