Ni43.9Co22.4Fe8.8Al10.7Ti11.7B2.5高熵合金定向凝固固液界面转变与力学性能

采用定向凝固在3μm/s、5μm/s、10μm/s和50μm/s抽拉速率下制备了Ni43.9Co22.4Fe8.8Al10.7Ti11.7B2.5高熵合金,对其组织演变及力学性能进行了研究,揭示了该高熵合金定向凝固固液界面转变机制与强化机理。结果表明:Ni43.9Co22.4Fe8.8Al10.7Ti11.7B2.5高熵合金为单一FCC固溶体相,随抽拉速率增大,固液界面发生由胞状枝晶、胞状树枝晶到树状枝晶的转变,一次间距及晶粒尺寸均减小。抗压强度和压缩应变均随抽拉速率增加而增大,在50μm/s下最大压缩应变达到35.11%,最大抗压强度达到2369.41 MPa。抽拉速率提高和迟滞扩散效应导致固液界面胞枝转变;树状枝晶中明显增多的晶界阻碍位错滑移,导致变形中位错在晶界处塞积,晶界强化在定向凝固Ni43.9Co22.4Fe8.8Al10.7Ti11.7B2.5高熵合金中起到重要作用。此外,由于Ni、Co、Fe与其他原子半径差产生晶格畸变及固溶强化效应。