华科&南洋理工：应力诱导相变强化实现增材制造亚稳态高熵合金的强塑性协同提升！

图1. 样品侧面的EBSD图像。（a，b）LPBF制备高熵合金的反极图和相图，（c，d）铸造高熵合金的反极图和相图

图2. LPBF和铸造制备的高熵合金的力学性能和断裂特征。(a) 真应力-应变曲线，(b) 来自(a)中相应曲线的加工硬化曲线，(c) 拉伸实验后的断裂样品，(d-f) LPBF制备高熵合金的断口形貌，(g-i) 铸造高熵合金的断口形貌

通过相图计算、加载-卸载-加载实验、EBSD和TEM等表征方法，作者们阐明了铸造和LPBF制备的高熵合金组织和力学性能差异的原因。LPBF制备的高熵合金在变形过程中通过应力诱导相变在FCC相内部原位生成大量的细小HCP相，形成丰富的FCC/HCP界面（图3）。FCC相为软相，HCP相为硬相，塑性变形过程中，FCC/HCP界面处生成高密度几何必需位错缓解局部应力集中，产生了强大的背应力强化并促进了材料变形的均匀性，LPBF制造的高熵合金在断裂时的背应力达到665 MPa（图4）。铸造制备的高熵合金预先存在粗大而且平直的FCC/HCP界面，阻碍了有效的背应力硬化。此外，在变形过程中，铸造高熵合金中预先存在的HCP相和应力诱导形成的新HCP相之间发生相互作用，导致应力集中和裂纹的萌生，从而降低了铸造高熵合金的强度和延展性。本研究对LPBF与铸造制备的亚稳态高熵合金的显微组织和力学性能进行了全面比较，为高性能TRIP高熵合金的增材制造提供了宝贵的见解。

图3. 拉伸断裂样品侧面的EBSD图像。（a‒c）LPBF制备的高熵合金的反极图、相图和KAM图和（d‒f）铸造制备的高熵合金的反极图、相图和KAM图

图4. LPBF和铸造制备的高熵合金的背应力。（a）加载-卸载-加载曲线和（b）背应力和有效应力随真应变的变化曲线

上述工作以题为“Strength-ductility synergy of an additively manufactured metastable high-entropy alloy achieved by transformation-induced plasticity strengthening”发表在International Journal of Plasticity上（doi.org/10.1016/j.ijplas.2023.103823），论文共同通讯作者为华中科技大学蔡超副教授和华中科技大学张李超副教授。