Page 86 - 《爆炸与冲击》2026年第3期

第 46 卷 郑贺龄，等： (Ti 2 Zr) 1.5 NbVAl 0.5 高熵合金的动态响应与冲击释能机理 第 7 期

合金锭采用非自耗高真空电弧炉熔炼，炉腔抽真空至 3×10 Pa 以下并充入 0.05 MPa 高纯氩气作为
−3
保护气体，电磁搅拌电流为 7 A，每个铸锭反复熔炼 4 次以上以保证成分均匀。熔炼后通过高真空电弧
炉翻转浇铸，将合金溶液置于水冷铜坩埚内冷却，成型后经线切割加工为试验所需形状与尺寸。
为了观察所制合金的初始物相，将铸态 (Ti Zr) NbVAl 5 试样沿中轴线切割，并将对称截面分级研
2 1.5 0.
磨，依次使用 200 目、400 目、800 目、1 500 目及 2 000 目粒度的砂纸研磨，每级砂纸研磨方向保持正交以
消除前道划痕。随后，采用氢氟酸、硝酸和水体积比为 1∶1∶8 的腐蚀液浸泡 30 s，并用无水乙醇超声波
清洗。利用 XRD (X-ray diffraction)、SEM (scanning electron microscope) 及 EBSD (electron backscattered

diffraction) 对试样进行初始物相表征，其中 XRD 采用 Cu Kα 辐射，衍射角度 2θ 的范围为 20°～100°，扫
描速度为 10°/min；制备 EBSD 样品时，将样品放置在高氯酸质量分数为 6%+2-丁氧基乙醇质量分数为
35%+甲醇质量分数为 59% 的混合溶液中，在−25 ℃、30 V 的条件下电解抛光 30 s。
铸态 (Ti Zr) NbVAl 原始试样的 EBSD 逆极图（EBSD inverse pole figure，EBSD IPF）、XRD 衍射图谱、
5
0.
2
1.5
TEM 明场像、晶粒尺寸统计分布以及能量色散 X 射线光谱（energy dispersive X-ray spectroscopy，EDS）分
析结果如图 2 所示。图 2(b) 显示各晶粒取向呈随机分布的特性，未形成择优取向；XRD 衍射图（图 2(c)）
中仅检测到单一无序 BCC 结构的特征衍射峰，表明合金未形成第二相；在透射电镜（transmission electron
microscope, TEM）明场像（图 2(d)）中区域 1 的选区电子衍射斑点经标定计算获得晶格常数为 3.350 1 Å，
与标准 BCC 结构参数一致，而区域 2 的明场像衬度差异源于晶粒取向的差异，其衍射花样同样为无序
BCC 相；晶粒尺寸统计（图 2(e)）显示合金平均晶粒尺寸达 336.7 μm，呈现典型的铸造粗晶组织特征；
EDS(energy dispersive spectrometer) 面扫结果（图 2(f)）则表明，Ti、Zr、Nb、V、Al 各元素在晶界与晶内分

111
(110) Element Mass fraction
Ti 31.45%

001 101 BCC Zr 32.57%
Nb 20.18%
Intensity Al 4.23%
Detection
area V 11.56%
(211)
(200) (220) (310)

1 mm
20 30 40 50 60 70 80 90 100
2θ/(°)
(a) Detection area (b) EBSD inverse pole figure (c) XRD detection results
10
1 −
(011)
− D=336.7 µm
(121)
8
(110)
(101)
−
Z=[111] BCC 6
− −
2 (211) Relative frequency/%
−
2 (200) − 4
(011)
(000)
2
Z=[001] BCC
1
50 μm
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900
Grain size/µm
(d) TEM bright-field image (e) Grain size statistical results

073101-4