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近日，贵阳职业技术学院王方平教师在中科院SCI 1区Top期刊《Virtual and Physical Prototyping》(影响因子：10.96)上公开发表了题为“A novel D022 precipitation-hardened Ni2.1CoCrFe0.5Nb0.2 high entropy alloy with outstanding tensile properties by additive manufacturing” 研究成果。该成果得到了学院2022年院级科研项目“增材制造用CoCrFeNiNb高熵合金的配方设计及沉淀强化机制研究”和“贵州省高层次创新型人才”项目支持。
该成果首次提出了一种基于总价电子浓度与相图模拟相结合的设计策略，设计了Ni2.1CoCrFe0.5Nb0.2 高熵合金，该合金在高温下具有适合打印的稳定柔软FCC结构，并在低温下能沉淀出具有D022结构的 γ′′相。通过直接激光沉积成功地制备出墙状高熵合金，经过适当的热处理后，屈服强度达到~ 1005 MPa，极限强度达到~ 1240 MPa，拉伸伸长率为~ 20%，且扫描方向和建筑方向同性，具有同类报道中最好性能。通过原子探针等先进的表征手段，对γ′′相进行了系统分析，揭示了这种新的增材制造高熵合金的强化机制。这些发现不仅促进了增材制造技术在高性能材料制备中的发展，并为进一步提高合金性能提供了有效途径。
据悉，增材制造作为一种新技术，可实现基于三维实体的快速自由净生产。直接激光能量沉积是开发高熵合金产品最流行的打印工艺，不仅可以使用高熵合金粉末，还可以通过多个料斗同时供给不同初级元素粉末来制备高熵合金产品。通过优化激光能量沉积的工艺参数可以获得均匀的元素分布，原位合金化可以实现凝固的高熵合金熔池。然而，激光能量沉积工艺伴随着复杂的材料能量相互作用和不同于传统工艺的热循环过程，从而导致气孔、熔合不良和成型体中裂纹等缺陷。这些缺陷很难通过优化工艺参数来完全消除，必须从合金成分的来源来解决。因此，设计可用于增材制造的高性能高熵合金成为非常迫切的需求。
在线发表截图。
工艺流程图。
TEM 分析。
APT分析。
材料的性能。
GPA分析。
论文链接：https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/17452759.2022.2147553(贵阳职业技术学院装备制造分院供稿供图)
