高性能金属材料研发是我国“十四五”期间新材料创新发展的重要战略。随着航空航天、国防军工领域的发展，极端服役环境对结构材料品质提出了更高要求。研发新一代应用于极端条件下的结构材料对国防工业现代化具有重大价值和现实意义，也是推动国产高性能装备升级的重要措施与必由之路。
传统合金材料已难以满足飞机起落架、喷气发动机等重要部件对极端服役环境不断提高的要求，而CrCoNi等中熵合金是可以实现突破的候选之一。已经发现，CrCoNi中熵合金具备一些传统合金缺乏的力学性能，诸如高强度(1.0～1.5GPa)、高塑性(>50%)等。此外，CrCoNi中熵合金材料的突出特点是在低温中具有良好的冲击断裂韧性(>350J)，这与孪晶变形机制密切相关。然而，当温度升高到室温以上时，CrCoNi中熵合金材料综合力学性能与冲击断裂韧性显著降低。这在很大程度上制约了其在较高温度(室温及以上)环境中的应用，已成为发展的一个瓶颈。
究其原因，主要在于堆垛层错能升高导致CrCoNi中熵合金内孪晶组织不易形成，这一技术瓶颈背后的核心科学问题尚未被认识清楚。本书采用预制梯度孪晶结构的方式对CrCoNi中熵合金材料进行宽温度域内的强化与增韧，以此突破CrCoNi中熵合金在室温及高温条件下难以利用孪晶机制的瓶颈。明确该结构对变形力、摩擦速度及循环次数等工艺参数的依赖关系，在此基础上，结合宽温度范围、不同应变率下的压缩、拉伸力学行为与断裂韧性研究，阐明了梯度孪晶结构中熵合金在较高温度条件下的冲击强化机制这一关键科学问题。
展开
