Page 36 - 《爆炸与冲击》2026年第3期
P. 36

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

                5    结 论

                   利  用  装  配  有  高  温  炉  的  电  子  万  能  试  验  机  和  带  有  高  温  同  步  组  装  系  统  的  分  离  式  Hopkinson  压  杆  对

               CoCrNiSi C 0.04 8  中熵合金在宽温域、宽应变率范围内的压缩力学性能进行了测试,分析了其应变率效应
                       0.3
               和温度效应,并通过微观表征分析研究了其在率-温耦合环境下的微观结构演化机制及变形机理,得到的
               主要结论如下。
                   (1) CoCrNiSi C    MEAs 在准静态和动态加载下均表现出一定的温度敏感性。然而该合金在准静
                              0.3  0.048
               态和动态加载下,其真应力-真应变曲线上表现出不同的现象。在准静态加载下,其                                     400 ℃  真应力-真应
               变曲线上观察到了明显的锯齿流变现象,而且随着应变的增大,锯齿的振幅越来越小,直至消失。在流
               动应力随温度变化的曲线上,也观察到了第三型应变时效现象。但是动态加载下,合金的真应力-真应变
               曲线上不仅未观察到明显的锯齿流变现象,也并没有出现明显的第三型应变时效现象。
                   (2) CoCrNiSi C  8  合金准静态加载下出现第三型应变时效现象的原因可以归结为由于间隙                                C  原子
                              0.3  0.04
               的存在,在塑性变形的不断进行和发展过程中,产生了一系列由致密位错胞、微带、层错、位错簇和变形
               孪晶等组成的类似于非均质结构的混合结构,加剧了间隙原子与移动位错之间的相互作用,进而钉扎位
               错,出现第三型应变时效现象。然而,动态加载下并未出现第三型应变时效可能是因为溶质原子的运动
               相较于位错的运动较慢,无法及时钉扎位错。此外,大量的纳米级                              SiC  沉淀的析出,使得动态加载环境
               下位错在    SiC  沉淀附近发生了大量的绕过机制,从而弱化了间隙原子的“钉扎”作用。


               参考文献:
               [1]   乔珺威, 张勇, 王志华. 高熵合金及其性能 [M]. 北京: 科学出版社, 2025.
               [2]   ZHANG  T  W,  JIAO  Z  M,  WANG  Z  H,  et  al.  Dynamic  deformation  behaviors  and  constitutive  relations  of  an
                    AlCoCr 1.5 Fe 1.5 NiTi 0.5  high-entropy alloy [J]. Scripta Materialia, 2017, 136: 15–19. DOI: 10.1016/j.scriptamat.2017.03.039.
               [3]   陈海华, 张先锋, 刘闯, 等. 高熵合金冲击变形行为研究进展 [J]. 爆炸与冲击, 2021, 41(4): 041402. DOI: 10.11883/bzycj-
                    2020-0414.
                    CHEN  H  H,  ZHANG  X  F,  LIU  C,  et  al.  Research  progress  on  impact  deformation  behavior  of  high-entropy  alloys  [J].
                    Explosion and Shock Waves, 2021, 41(4): 041402. DOI: 10.11883/bzycj-2020-0414.
               [4]   WANG B F, FU A, HUANG X X, et al. Mechanical properties and microstructure of the CoCrFeMnNi high entropy alloy
                    under  high  strain  rate  compression  [J].  Journal  of  Materials  Engineering  and  Performance,  2016,  25(7):  2985–2992.  DOI:
                    10.1007/s11665-016-2105-5.
               [5]   WANG J J, GUO H X, JIAO Z M, et al. Coupling effects of temperature and strain rate on the mechanical behavior and
                    microstructure  evolution  of  a  powder-plasma-arc  additive  manufactured  high-entropy  alloy  with  multi-heterogeneous
                    microstructures [J]. Acta Materialia, 2024, 276: 120147. DOI: 10.1016/j.actamat.2024.120147.
               [6]   SCOTT  C,  REMY  B,  COLLET  J  L,  et  al.  Precipitation  strengthening  in  high  manganese  austenitic  TWIP  steels  [J].
                    International Journal of Materials Research, 2011, 102(5): 538–549. DOI: 10.3139/146.110508.
               [7]   SHEN Y F, DONG X X, SONG X T, et al. Carbon content-tuned martensite transformation in low-alloy TRIP steels [J].
                    Scientific Reports, 2019, 9(1): 7559. DOI: 10.1038/s41598-019-44105-6.
               [8]   ZHOU  J  H,  SHEN  Y  F,  JIA  N.  Strengthening  mechanisms  of  reduced  activation  ferritic/martensitic  steels:  a  review  [J].
                    International Journal of Minerals, Metallurgy and Materials, 2021, 28(3): 335–348. DOI: 10.1007/s12613-020-2121-1.
               [9]   LI  Z  M,  RAABE  D.  Strong  and  ductile  non-equiatomic  high-entropy  alloys:  design,  processing,  microstructure,  and
                    mechanical properties [J]. JOM, 2017, 69(11): 2099–2106. DOI: 10.1007/s11837-017-2540-2.
               [10]   VENKATALAXMI A, PADMAVATHI B S, AMARANATH T. A general solution of unsteady Stokes equations [J]. Fluid
                    Dynamics Research, 2004, 35(3): 229–236. DOI: 10.1016/j.fluiddyn.2004.06.001.
               [11]   WANG Z W, BAKER I, GUO W, et al. The effect of carbon on the microstructures, mechanical properties, and deformation
                    mechanisms  of  thermo-mechanically  treated  Fe 40.4 Ni1 1.3 Mn 34.8 Al 7.5 Cr 6   high  entropy  alloys  [J].  Acta  Materialia,  2017,  126:
                    346–360. DOI: 10.1016/j.actamat.2016.12.074.
               [12]   XIONG  F,  FU  R  D,  LI  Y  J,  et  al.  Influences  of  nitrogen  alloying  on  microstructural  evolution  and  tensile  properties  of


                                                         031402-12
   31   32   33   34   35   36   37   38   39   40   41