晶粒尺寸对不同层错能Ni-Co-Cr中熵合金变形行为的影响OA

本研究旨在揭示不同层错能条件下晶粒尺寸对面心立方(FCC)Ni-Co-Cr中熵合金中多种缺陷亚结构(位错滑移、层错和变形孪晶)渐进激活与协同演化的调控机制及其对变形行为的影响。选取三种具有不同层错能的单相FCC Ni-Co-Cr合金(Ni_(30)Co_(45)Cr_(25)、Ni_(50)Co_(32)Cr_(18)和Ni_(70)Co_(19)Cr_(11)),系统考察晶粒尺寸对其拉伸行为及渐进变形机制的影响。结果表明,三种合金的屈服强度均符合Hall-Petch关系,其中Ni_(30)Co_(45)Cr_(25)合金具有最高的晶格摩擦应力和Hall-Petch斜率;细晶条件下三种合金的塑性相近,但随晶粒尺寸增大,Ni_(30)Co_(45)Cr_(25)合金表现出更显著的塑性提升。基于其突出的晶粒尺寸效应,进一步对低层错能Ni_(30)Co_(45)Cr_(25)合金进行深入分析。结果发现,该合金中不同变形机制的渐进激活顺序与晶粒尺寸无关,但晶粒尺寸显著影响变形孪晶的体积分数、加工硬化行为及塑性:细晶样品(约4.19μm)的变形机制以位错滑移和层错为主,呈现两阶段加工硬化;当晶粒尺寸增大至约7.07μm时,变形孪晶数量增多,材料转变为三阶段加工硬化,并获得更高塑性;粗晶样品(约32.42μm)中进一步形成分级孪晶结构,加工硬化平台显著延长,断后伸长率最高可达90%。上述发现为调控Ni-Co-Cr基中熵合金的变形响应及优化其力学性能提供了实验与理论依据。