项目名称

宽温域高强韧高熵合金设计和制备

完成人

顾雷，赵永好

联系人

赵永好

联系人手机

18915971789

邮箱

yhzhao@njust.edu.cn

完成人单位

南京理工大学

技术领域

先进基础材料       能源材料       □信息材料    

环境工程材料       □生物医用材料      □衣食住行材料  

□安全工程材料       □材料检测与分析技术

材料设计制造工艺、装备、软件及智能化

关键词（3～5个）

高熵合金，宽温域，强韧性

应用领域

航空航天、国防工业、能源与电力、电子通讯、汽车交通

项目简介（300字左右）

在极端环境下服役对材料提出了严格的要求，不仅要在广泛的温度范围内保持强度，还要具备良好的延展性。然而，传统合金通常只能在特定温度范围内表现出优异的力学性能，难以满足极端环境的苛刻要求。例如，典型的铁素体/马氏体高强钢通常在室温下表现出优异的拉伸性能，但在低温下会出现严重的脆化。高熵合金的多主元合金化策略使其在较宽的温度范围内保持稳定的延展性和强度，因而可以作为候选材料在这些苛刻环境下应用。本研究设计了一系列Ni₂CoFe(V)高熵合金，通过适当的工艺设计和微结构调控，制备得到室温下强度超过1.6 GPa，延伸率为30%左右的样品。在低温液氮环境下（-196℃）具有超过2 GPa的强度，并维持了28%的延伸率。此外，该样品在500℃下具有超过1.1 GPa的强度和19%的延伸率。翔实的微观组织演变表征、变形行为分析及强化机制揭示对开发宽温域高性能高熵合金具有重要的指导意义。

经济效益与社会效益（150字内）

高熵合金虽然在合成初期可能面临较高的研发和生产成本，但随着生产工艺的优化和规模化生产，材料成本有望逐渐降低。高熵合金的多元素组合可以使用便宜原料替代，从而降低生产成本。由于其在极端环境下（如高温、低温、腐蚀性环境等）具有优异的稳定性，可以延长设备的使用寿命，减少维修和替换成本。这在航空航天、汽车及核工业等领域尤为重要，能够显著降低长期运营成本。