激光重熔技术制备细晶高强中熵合金！
高熵合金（heas）和中熵合金（meas）是由等摩尔或接近等摩尔比的几种元素组成的合金。heas/meas的特殊组成特性导致其具有高强度和硬度、良好的热稳定性、高耐蚀性、高温抗氧化性和优异的磁性能等。电弧熔炼是最常用的heas/meas制备方法，可以在一定程度上净化铸锭，改善结晶。然而电弧熔炼中较低的冷却速率容易导致粗大晶粒的形成，这对合金的性能有不利影响。与电弧熔炼法相比，激光重熔法或激光增材制造（am）法可以提供超快的冷却速率（高达104-107 k/s），这有利于扩大固溶极限，细化晶粒，消除偏析，形成新的亚稳态相，最终表现出优异的力学性能。近年来，共晶heas和meas因其在强度-延展性方面的优势而受到广泛关注。合金由相互分离的软相（即fcc相）和硬相（即b2相）组成。现阶段主要制备方法是电弧熔炼。研究激光处理在优化共晶heas或meas组织和提高力学性能方面的有效性是非常有必要的，这是目前尚未明确的。
哈尔滨工业大学的研究人员利用激光重熔制备了共晶中熵合金alcrfe2ni2，探讨了激光重熔对合金组织、相演变和力学性能的影响。通过计算四种潜在的强化机制来评估主要的强化机制，以预测重熔mea的屈服应力。相关论文以题为“refined microstructure and enhanced mechanical properties of alcrfe2ni2 medium entropy alloy produced via laser remelting”发表在journal of materials science & technology。
论文链接： https://doi.org/10.1016/j.jmst.2021.05.033
研究发现铸态mea中存在长板状fcc、b2相以及由b2和bcc相组成的随机分布的调幅分解结构。重熔后的组织由有序的b2相和无序的bcc相组成。激光重熔后，mea的平均晶粒尺寸明显减小。表明激光重熔的快速冷却速率促进了晶粒细化。与铸态mea相比，重熔后的mea具有优异的力学性能。重熔后mea的硬度和屈服强度分别为7.55 gpa和1647.2 mpa，塑性评价的wp/wt值为0.73。重熔后，合金硬度明显提高，屈服强度明显增强，并且塑性几乎没有下降。
图1 激光重熔试样的ebsd图像
图2 （a）铸态mea和（b）重熔mea的sem图像
图3 铸态alcrfe2ni2合金的tem图
图4 重熔alcrfe2ni2合金的tem图
图5 （a）纳米压痕的硬度结果; （b）铸态和重熔后mea的两个截面的载荷-位移曲线
本文采用激光重熔技术研究了快速冷却速率对无co alcrfe2ni2中熵合金组织和力学性能的影响。根据纳米压痕试验数据，推导出应力-应变关系，以评价合金的力学性能。用理论计算分析了重熔合金的强化机理。计算得到的屈服强度为1840.66 mpa，与纳米压痕得到的屈服强度（1647.2 mpa）基本一致。详细的强化机理分析表明，位错强化和第二相强化是主要机制，对重熔后mea屈服强度的增加分别为904.02 mpa和700.29mpa。本研究对激光重熔在hea/mea上的应用有积极作用。
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论文链接： https://doi.org/10.1016/j.jmst.2021.05.033
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本文采用激光重熔技术研究了快速冷却速率对无co alcrfe2ni2中熵合金组织和力学性能的影响。根据纳米压痕试验数据，推导出应力-应变关系，以评价合金的力学性能。用理论计算分析了重熔合金的强化机理。计算得到的屈服强度为1840.66 mpa，与纳米压痕得到的屈服强度（1647.2 mpa）基本一致。详细的强化机理分析表明，位错强化和第二相强化是主要机制，对重熔后mea屈服强度的增加分别为904.02 mpa和700.29mpa。本研究对激光重熔在hea/mea上的应用有积极作用。
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