导读：由D0强化的合金19金属间相在高温应用中展现出相当大的潜力。然而，它们通常存在固有的脆性，严重限制了其广泛应用。在这项工作中，我们详细设计了一种新型D019-强化高熵合金（HEA），具有定向层状和颗粒结构（DLGS）沉淀行为。这种新型DLGS合金在室温至900°C的宽温范围内，与传统无方向层状结构合金（NDLS）相比，展现出显著增强的强度-延展性协同效应。具体来说，DLGS合金在室温、700和800°C下分别保持821、770和670 MPa的高屈服强度。更显著的是，在所有这些温度下，延展性均超过25%，表明消除了NDLS合金中明显存在的中温脆性。系统性的微观结构表征表明，温度依赖的变形机制与堆积断层（SF）和变形双胞胎（DTs）在不同温度下激活高度相关。此外，还详细讨论了DLGS合金中起始SF和DT的起源。不可剪切D0的引入19析出物导致界面局部应力积累，进一步促进SF和DT的形成。同时，这些析出物还可能阻碍边界迁移，并通过齐纳阻力抑制晶粒生长，从而提高动态再结晶的起始温度。这项工作将为设计具有更优机械性能的先进析出强化HEA在宽温结构应用中提供宝贵指导。

析出强化HEA是HEA的重要子集，旨在通过在基体中引入金属间析出物，提升机械性能，如强度和硬度。这些第二阶段析出物作为位错运动的障碍物，通过位错旁通或剪切机制提升强度。特别是，这种策略已被广泛应用于解决单相面心立方（FCC）HEA有限的机械性能。在各种降水强化的FCC基HEA中，采用纳米层状析出的在实现卓越机械性能方面展现出特别的潜力。例如，典型的纳米层状金属间相，如熔岩相、η相和δ相，已被证明能增强多种基于NiCoCr和NiCoFe的HEA的屈服强度和耐磨性。然而，这些层状沉淀物固有的较差变形能力严重限制了其在室温和高温下的大规模应用。

The D019（ε）相被归类为六边形密砌结构的一部分，通常表现为纳米层状，在高温应用中展现出相当大的前景。例如，增加层状D0的含量19研究表明，基于NiCoFe的HEA中的析出物能够稳定热膨胀系数和杨氏模量，从而提升高温下的尺寸稳定性。此外，还发现层状D019沉淀通过对磁域壁运动的边缘钉扎，使得从室温到773K的稳定软磁性质。尽管对D0多功能属性的兴趣日益增长19- 强化HEA，即传统的D019-强化方法在广泛温度范围内展现其全部潜力方面存在局限性。首先，D0的强度和延展性19- 强化的HEA通常难以同时增强。例如，Xia 等人采用了高密度 D019析出以提升强度和抗摩擦性能，但伸长率低于15%。另一个基于NiCoFeCr的HEA被D0强化19相的延展性在约30%范围内表现良好，但屈服强度只能达到约500兆帕[15]。此外，D0的潜力19尚未研究新兴HEAs中在较宽温度范围内实现增强强度-延展性协同的沉淀。此外，微观结构演化和不同温度下变形行为的关键影响仍难以捉摸。

毫无疑问，识别使D0成为目标的有效设计策略是必不可少但极具挑战性的19- 强化HEAs，以在宽温范围内保持卓越的强度和延展性组合。为了解决如此关键的问题，我们设计了一个新的D019-强化（Ni2科2FeCr）91.9阿尔4注4B0.1（在HEA通过精心定制定向层状和颗粒结构（DLGS）沉淀行为实现。该架构被战略性地设计用于协同增强和延展机制：方向层通过抑制相界处的裂纹起始来保持延展性，同时引入不可剪切的颗粒D019沉淀物能带来显著的强化效应。因此，DLGS合金在室温至900°C的强度延展协同效果显著增强，相较于NDLS中Widmanstätten型沉淀物。系统性地研究了DLGS合金在不同温度下的卓越机械性能及相应的变形微观机制。这项工作将为未来新型高性能降水强化HEA设计在先进结构应用中提供新见解。

该研究以Enhanced strength-ductility combinations over a wide temperature range in high-entropy alloys via manipulating the nano-lamellar precipitation behavior发表在Acta Materialia

图 3 （a）DLGS和NDLS合金的XRD图案。（b、c和d）HRTEM图像及相应的FFT图像，均取自FCC矩阵和D019沉淀在DLGS合金中。（e 和 f）EDS映射显示D0的元素分布19沉淀物和DLGS合金中的FCC基体。

图 6 DLGS和NDLS合金在RT、700、800和900°C断裂前后显微结构演变：分别是DLGS和NDLS合金的（a1-a5）和（c1-c5）IPF;分别拍摄了DLGS和NDLS合金的（b1-b5）和（d1-d5）SEM图像。

本研究中，一种具有方向性（沿滚动方向）层状且颗粒状结构为D0的新型合金19析出物设计旨在同时实现高强度和高延展性，适用于宽广的温度范围。D0的影响19系统性研究了室温（700、800和900°C）下沉淀物对变形行为和微观结构演变的影响，并讨论了变形机制。主要结论总结如下：

(1)

设计的DLGS合金展现出由定向层状和颗粒状D0组成的独特微观结构19沉淀。在现有合金中，已在从室温到900°C的宽温范围内展现出优异的拉伸性能。 与传统NDLS合金相比，它在屈服强度上显著提升，同时有效减轻了中温脆化。

(2)

DLGS合金的变形以堆叠断层（SF）和滑动痕迹为主，而变形双子（DTs）则在700°C、800°C和900°C时激活。 不可剪切的D019析出物会诱导局部应力的集中，进一步促进SF和DT的形成。“动态霍尔-佩奇效应”以及SF与DT的交点抵消了不利的动态软化，从而帮助保持高温强度和延展性。

(3)

D0的不同类型19沉淀物会产生不同的动态再结晶（DRX）机制。DRX晶粒倾向于在不可剪切的D0附近形成19沉淀物在DLGS合金内形成，而在NDLS合金中则倾向于在晶界（GBs）处形成。

(4)

不可剪断D0的存在19沉淀被观察到显著提升了DLGS合金的动态再结晶温度。这一现象可归因于这些不可剪切的D0所产生的齐纳钉扎效应19沉淀。钉针效应还能帮助DRX颗粒保持DLGS合金中的细粒。这些细晶粒提供了更大的晶界滑动效应，从而增强了高温下的拉伸延展性。