金属学报

作者：卢健麟, 任化永, 谢桉, 王建潼, 何峰

单位：西北工业大学 凝固技术国家重点实验室 西安 710072

关键词：共晶高熵合金,快速凝固,选区激光熔化,

基金：国家自然科学基金项目(52474425)

为了探索共晶高熵合金在增材制造过程中的快速凝固行为，本工作研究了冷却速率等凝固条件对共晶高熵合金相面积分数、相成分、晶粒形貌及力学性能的影响规律。通过铜模浇铸和选区激光熔化(SLM)分别制备Ni43.5Co19Cr10Fe10Al15Ti2Mo0.5共晶高熵合金，采用SEM、EBSD及TEM对其凝固行为进行了分析，并测试了对应凝固条件下的力学性能。结果表明，在冷却速率最低的铸态试样心部，fcc领先相较多且形成等轴晶，而B2相的相面积分数为16.9%。在冷却速率更快的铸态试样表层，fcc领先相明显减少，B2相面积分数增加至23.0%。同时，铸态试样中各个区域B2相中Al元素浓度均为23.2% (原子分数，下同)。然而，在冷却速率最大的SLM试样中，B2相的面积分数最小，垂直于打印方向的统计结果为15.8%，且B2相中Al元素浓度降低至16.5%。SLM试样中B2相面积分数的下降是由于过快的冷却速率引起溶质截留，形成过饱和固溶体，导致达到共晶成分的液相减少。此外，扫描速率较大时，温度梯度较大，SLM试样普遍由柱状晶组成；当扫描速率降低至500 mm/s时，由于温度梯度减小，发生了柱状晶-等轴晶转变。SLM试样的力学性能优于铸态试样，平均室温抗拉强度达(1320.5 ± 4.5) MPa，平均断裂延伸率达到(25.8 ± 2.2)%。

来源：2025年第1期

《金属学报》期刊编辑部

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