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【摘 要】：▲图４. LMD制造样品B，在沉积态和热处理状态下的弯曲实验时应力-应变曲线 小结 采用LMD技术进行了制备，其激光光斑直径分别为0.6 和1.8 mm。制造的样品

▲图４. LMD制造样品B，在沉积态和热处理状态下的弯曲实验时应力-应变曲线

小结

采用LMD技术进行了制备，其激光光斑直径分别为0.6 和1.8 mm。制造的样品在沉积态和热处理状态下的显微组织，显微硬度和弯曲强度均进行了评估。

可加工性

采用LMD技术进行制备的样品尺寸规格为10 mm × 10 mm × 10 mm。

对基材进行预热对制备出无裂纹的样品是至关重要的。对基材预热到 450°C的时候可以抑制由于温度梯度诱导的裂纹的产生。

采用的激光光斑直径为 0.6ｍｍ的时候，LMD制备的样品在即使基材预热到450°C 的时候依然观察到裂纹和收缩造成的空穴。

激光光斑直径为 1.8 mm的时候，采用LMD技术在面积为10 mm × 10 mm的区域制备出无裂纹的样品来．当扫描长度超过１５ｍｍ的时候，观察到裂纹的形成。样品的体积尺寸为10:10:35 mm (x:y:z)的时候，可以采用１.８ｍｍ的激光光斑实现成功的制备，获得无裂纹和残余气孔率 <0.5%的样品。

显微组织

在沉积态，材料的显微组织呈现出沿着制造方向不均匀分布的态势。

▲图５. 采用粉末床激光选择性熔化SLM技术制备的AlCrFe2Ni2样品在沉积态,采用EBSD沿着纵截面的(A)相位图和(B)IPF-RD图.

使用激光光斑直径为0.6 mm时,层间的显微组织在制造方向呈现出细长的态势且晶粒得到细化．均匀分布的板条形貌的FCC相在层间观察到．纳米尺度的，混合的有序/无序 BCC/B2 在样品的整个截面都会被观察到。

使用激光光斑直径为1.8mm时，超细的双相显微组织会在整个样品中被观察到。显微组织由板条的和魏氏结构的FCC相和混合的有序/无序BCC/B2所组成。

▲图６.AlCrFe2Ni2在热处理之后的SEM照片及其EBSD照片:(A,B)750°C,(C,D)800°C, 和(E,F)850°C ,保温时间均为3 h.FCC相的含量也给出了.（样品为SLM技术制备）

在经过热处理之后，整个样品中的显微组织是均匀的，光斑为0.6和1.8 mm的时候均如此。形成双相结构，其含量为分别为46% vs. 53% ，对 FCC/BCC-相来说，在没有热处理的时候可以观察到的成分上混合的基材，在热处理之后就不再存在。热处理之后，光斑直径为1.8mm的样品中的显微组织要比光斑直径为0.6mm的要粗大。

机械性能

?在沉积态，所有的样品在制造方向上均呈现出不均的性能．光斑直径为0.6mm时，显微硬度为507 ± 37 HV0.3，光斑直径为1.8mm的时候，显微硬度为 386 ± 59 HV0.3。

?在经过热处理之后，所有的样品的显微硬度均下降到～300 HV。

? 在三点弯曲实验中，光斑直径为1.8mm的样品，在垂直方向上具有高的强度和韧性．在平行方向，韧性相对较低．在光斑直径为1.8mm的时候，在垂直方向上获得最大的弯曲强度,，在沉积态可以达到2601 MPa，延伸率为19.2%。

? 热处理之后,光斑直径为1.8mm的样品，在垂直方向，其弯曲强度达到了2286 MPa，韧性率为20%(这是机器测试的极限)．这就意味着,这一新颖的 Al9Cr17Fe36Ni38 (wt.%)高熵合金在采用LMD进行制造时，在热处理状态，其强度同铸造态的 双相钢相比较，强度增加了５０％，而可以保持相似的韧性。

延伸阅读

高熵合金的主要元素

本文统计了480种合金，使用了37种元素，如图７所示。包括1种碱金属（Li）；2种碱土金属（Be，Mg）；22种过渡金属（Ag，Au，Co，Cr，Cu，Fe，Hf，Mn，Mo，Nb，Ni，Pd，Rh，Ru，Sc，Ta，Ti，V，W，Y，Zn，Zr）；2种基本金属（Al，Sn）；6种镧系元素（Dy，Gd，Lu，Nd，Tb，Tm）；3种类金属（B，Ge，Si）和1种非金属（C）。Al，Co，Cr，Cu，Fe，Mn，Ni和Ti这几种元素出现在100多种合金中，其中四种元素（Co，Cr，Fe，Ni）各在高熵合金中的比例高达70％以上。另外，难熔元素（Mo，Nb，V，Zr）在高熵合金中也属于常见元素。本文中的高熵合金平均含有5.6种元素。

▲图７. 多主元合金（MPEAs）中408元素的使用频率图。常用的元素有４０８种多主元元素．垂直线同合金的数量成比例，同给出具体的合金数量的数值．没有数值表示该元素用于合金的种类不超过１０种．Al, Co, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni 和 Ti使用最为频繁的合金元素．该周期表来自文献．

文章来源：《轻合金加工技术》 网址: http://www.qhjjgjszz.cn/zonghexinwen/2021/0709/803.html