Page 28 - 《爆炸与冲击》2026年第3期

第 46 卷 王 强，等： 间隙C掺杂CoCrNi基中熵合金的应变率效应和温度效应 第 3 期

们通常发生在比 A 型和 B 型更高的温度和更低的应变速率情况下。在本文研究的 C48-800-1h 合金中，
其 400 ℃ 下真应力-真应变曲线上锯齿流变现象的变化与 A 型锯齿的变化规律类似。

2.0 1.2

1.8
1.6 1.0
1.4
True stress/GPa 1.0 25 ℃ 200 ℃ True stress/GPa 0.8
1.2
400 ℃
300 ℃
0.8
600 ℃
500 ℃
0.6
300 ℃
400 ℃
0.4 700 ℃ 800 ℃ 0.6 25 ℃ 200 ℃
500 ℃
600 ℃
0.2
0.4
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10
True strain True strain
(a) True stress-strain curves under different temperatures (b) Partial enlargement in Fig.2(a)
图 2 准静态 0.001 s 应变率下 C48-800-1h MEA 的真应力-真应变曲线随温度的变化
−1
Fig. 2 True stress-strain curves of C48-800-1h MEA under different temperatures
at a quasi-static strain rate of 0.001 s −1
金属材料的锯齿行为一直是材料科学家关注的一个重要问题 [22-25] 。因此，M/HEAs 在力学实验中的
锯齿流变行为也引起了研究者的广泛关注。例如，Tong 等 [26] 研究了 Al CoCrCuFeNi 合金（x=0.5, 1.0, 2.0）
x
的力学性能，首次在应变速率为 1×10 s 时，在 300 和 500 °C 的压缩曲线中观察到了锯齿流变现象。
−1
−3
−1
−3
Otto 等 [27] 研究发现，在应变速率为 1×10 s 、温度为 400 ℃ 时，单一面心立方 CoCrFeMnNi 等原子合金
的拉伸应力-应变曲线也呈现出明显的锯齿流变现象。此外，Tsai 等 [21] 对这种锯齿流变现象进行了系
统的研究，制备了 Ni、CoNi、CoFeNi、CoCrFeNi 和 CoCrFeMnNi 系列 FCC 金属及其合金，并对制备的材
料在 300～700 ℃ 的不同温度和 1×10 ～1×10 s 的不同应变速率下进行了拉伸实验。由于它们都具
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−2
−5
有单一的 FCC 结构，而且它们的构型熵分别为 0R、0.69R、1.10R、1.39R 和 1.61R（R 为摩尔气体常数，R=
8.314 4 J/(mol·K)），因此，该合金系列涵盖了低熵合金（low-entropy alloys, LEAs）、MEAs 和 HEAs。这一特
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−1
征有助于阐明添加置换元素、温度（从 300 °C 到 700 °C）和应变速率（从 1×10 s 到 1×10 s ）对锯齿特
−2
−5
性 的 影 响 [21] 。 结 果 表 明 ， 在 特 定 的 温 度 和 应 变 速 率 范 围 内 ， PLC 效 应 不 仅 存 在 于 传 统 LEAs 中 ， 在
MEAs/HEAs 中同样被观测到 [28] 。这表明无论合金体系如何，该效应的发生均严格受限于由成分、应变
率和温度共同决定的特定区间 [29] 。鉴于此，C48-800-1h MEA 中存在大量的间隙 C 元素，这可能是导致其
在特定的温度和特定的应变率下出现明显的锯齿流变现象的原因。
2.1.2 动态加载情况下温度对合金力学性能的影响
图 3(a) 显示了 C48-800-1h 合金在 1 000 s 应变率、不同温度（25～800 ℃）下的动态压缩真应力-真
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应变曲线。可以看到，在动态加载情况下，合金的真应力-真应变曲线中流动应力随着温度的升高整体也
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呈下降趋势，表现出一定的温度敏感性，与准静态下类似。其动态 1 000 s 应变率下的真应力-真应变曲
线在 25～800 ℃ 范围内仍呈现抛物线形状。然而，其真应力-真应变曲线上的应力水平表现出随温度的
升高明显单调下降的趋势，且在任何温度下均没有出现类似准静态下的锯齿流变现象。另外，值得注意
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的是，在动态 1 000 s 应变率下，即使温度达到 800 ℃ 以上，C48-800-1h 合金也没有出现明显的软化现
象，仍表现出较强的加工硬化能力。由此可知，此温度下，C48-800-1h 合金的塑性流动主要由应变硬化
和应变率强化效应主导。
进一步，对合金更高应变率下的动态压缩情况进行了研究。C48-800-1h 合金在 4 000 s 应变率、不同
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温度（25～800 ℃）下的动态压缩真应力-真应变曲线如图 3(b) 所示。对于 C48-800-1h 合金，其动态 4 000 s −1
−1
应变率下的真应力-真应变曲线在 25～800 ℃ 范围内的变化情况与 1 000 s 应变率下完全相同，随着温

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