西工大苏海军团队丨新突破！激光增材制造高强度共晶高熵合金基复合材料

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2004年首次提出以来，高熵合金（HEA）已经从等摩尔单相发展到非等摩尔多相。共晶高熵合金（EHEA）是一类具有发展前景的双相HEA材料，它具有复合结构，能够兼具高强度和高韧性，已成为金属材料领域的研究前沿。目前，行业内的一大研究方向是开发各种工艺来生产超越传统铸造的具有更好性能的新型HEA。

增材制造（AM）是一种革命性的技术，它使用数字化设计数据直接制造三维定制化零件。近年来，AM技术在HEA制造方面的应用正在迅速发展。探索用于AM的新型HEA复合材料一直是研究的焦点。然而，通过LPBF制备多相HEA复合材料掺杂陶瓷颗粒的研究还尚未开展。

Graphical abstract

采用激光粉末床融合（LPBF）技术制备高熵合金时，经常出现开裂现象。这是因为在LPBF过程中，极大的温度梯度和极快的冷却速率会引起复杂的热循环和较大的残余应力，而这是裂纹起始和扩展的关键因素。晶粒尺寸、元素偏析和残余应力等许多影响因素对于裂纹敏感性的严重程度起着至关重要的作用。只有明确裂纹生成的机理，才能有效地避免裂纹形成与扩展。制造高质量的EHEA复合材料会受到裂纹形成的限制，裂纹形成机理亟待研究。

在该研究中，作者研究了采用LPBF制备AlCoCrFeNi2.1共晶高熵合金过程中掺入SiC陶瓷颗粒对微观结构、缺陷形成和力学性能的影响。通过详细的微观结构表征，阐明了裂纹的主要起源和机制。基于所得结果，为制造具有卓越性能的EHEA复合材料提供了一些思路和建议。

相关研究成果发表在国际期刊Journal Materials Science & Technology上，题为“Cracking behavior of newly-developed high strength eutectic high entropy alloy matrix composites manufactured by laser powder bed fusion”。