CrCoNi中熵合金是一种具有优异的耐低温性能和抗断裂韧性的新型合金材料^[1]。Gludovatz 等^[2]研究发现，CrCoNi中熵合金是一种面心立方结构的单相固溶体，在变形过程中主要以孪生为主，会产生大量的孪晶，因此具有良好的塑性并且在变形过程中具有明显的加工硬化效应，这使得该合金具有比大多数多相合金和多主元合金更加优异的强韧性。由于CrCoNi中熵合金具有这些优异的性能，因此受到了国内外众多学者的广泛关注。本文研究了CrCoNi中熵合金冷轧板材的不同弯折角度对合金组织性能的影响，为CrCoNi中熵合金的工程化应用提供了理论支撑。

1  实验

将经过1050℃×2h退火后的CrCoNi中熵合金薄板进行180°、360°、540°….2160°不同弯折角度的弯折实验。薄板在经过不同弯折角度变形后，进行显微硬度测试和金相组织观察。

退火态和经过不同弯折角度后的试样在Axio vert Al金相显微镜下进行金相组织观察，采用王水作为腐蚀溶液进行腐蚀。使用JMHVS-1000-XYZ型全自动精密显微硬度计进行显微硬度测试。

2  实验结果与讨论

2.1 变形量对合金显微硬度的影响

对弯折试验后的CrCoNi中熵合金进行硬度测试，其显微硬度随弯折角度的变化如图1所示。

图1 CrCoNi中熵合金硬度随弯折角度的变化

由CrCoNi中熵合金显微硬度随弯折角度的变化曲线图可知，CrCoNi中熵合金的显微硬度随着弯折角度的增加，呈现出先急剧增加，后趋于平缓，再有所增加的趋势。在弯折角度为0°到900°时，随着弯折角度的增加，硬度增加值先大后小，这是由于合金在刚开始变形时加工硬化现象严重，后随着变形量的增加趋于平缓。在弯折角度为900°到1800°的时候，硬度随弯折角度的变化出现一个波动的平台，随后又出现略微增加的趋势。这是由于在弯折到900°时，合金处于一个均匀塑性变形阶段，因此随着弯折角度的继续增加，合金的硬度变化不大，当弯折角度大于1800°后，合金处于不均匀塑性变形，因此硬度会继续增加。

2.2  变形量对合金金相组织的影响

CrCoNi中熵合金经不同弯折角度后的金相组织如图2所示。

图2 CrCoNi中熵合金冷轧板经不同弯折角度后的金相组织：（a）～（m）分别为180°～2160°的金相组织

由经过不同弯折角度后的CrCoNi中熵合金金相组织可以看出，在经过不同的弯折角度后，合金的组织得到了不同程度的细化，孪晶的数量也得到了增加。刚开始细化的效果和孪晶数量的增加较为明显，随后变化不大，当弯折角度大于1800°后，特别是1980°时，其晶粒大小和孪晶数量变化明显。结合合金经过不同角度弯折后的显微硬度可以看出，CrCoNi中熵合金的成形性能良好，存在明显的硬度变化缓平区，合金在该范围内具有广泛的应用前景。以上金相组织的的变化规律与硬度变化规律相契合，可以为硬度随不同弯折角度的变化做出解释。

3  结论

由CrCoNi中熵合金经过不同弯折角度的进行组织及显微硬度结果可以得到如下结论：

1）随着弯折角度的增加，合金硬度先急剧增加，后趋于平缓，又逐渐增加。

2）合金的金相组织均存在大量孪晶，孪晶数量随着弯折角度的增加而增加。

项目支持：《航天飞行器用新型中熵合金制备技术研究》

项目号：120001106

参考文献：

[1] 洪大军,万东海,曹俊生,等. 轧制变形对CrCoNi中熵合金组织及性能的影响[J]. 金属热处理,2021,46(6):92-95.

[2] Gludovatz B, Hohenwarter A, Thurston KV, Bei H, Wu Z, George EP, Ritchie RO. Exceptional damage-tolerance of a medium-entropy alloy CrCoNi at cryogenic temperatures. Nat Commun. 2016 Feb 2;7:10602.

作者简介：

葛阳（1984年-），男，汉族，河北衡水人，硕士研究生学历，中级工程师，现任贵州航天新力科技有限公司总经理，研究方向：新材料及制备加工技术研发。