高熵修饰的纳米晶合金Fe-ZrNbMoTa的成形与高温稳定性研究

目的获得高热稳定性的铁基高熵纳米合金并研究其热稳定性机理。方法通过高能球磨方法制备了Fe-Zr_(x)Nb_(x)Mo_(x)Ta_(x)(x=0.1、0.2、0.5、1,原子数分数)单相纳米合金粉末,在不同的退火处理温度下对退火前后的组织演变与元素偏析行为进行表征。结果获得了尺寸为15 nm的极细FeZr_(0.2)Nb_(0.2)Mo_(0.2)Ta_(0.2)晶粒,在900℃下退火1 h后,平均晶粒尺寸增长到73 nm,有第二相Fe_(2)Ta析出。而纳米晶Fe-Zr_(1.0)Nb_(1.0)Mo_(1.0)Ta_(1.0)合金在同样条件下退火后尺寸为55 nm,同时观察到Fe_(2)Ta和FeZr_(2)析出。结论高熵元素的加入使该类合金具有较好的热稳定性,而新强化相的析出进一步抑制了高温下的晶粒生长,即Fe-ZrNbMoTa合金在高温下的稳定性主要是受多组分偏析引起晶界处能量降低的热力学机制和与溶质拖拽、钉扎相关的动力学机制共同影响。