Origin of strong solid solution strengthening in the CrCoNi-W medium entropy alloy
Origin of strong solid solution strengthening in the CrCoNi-W medium entropy alloy
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CrCoNi-W中熵合金强固溶强化的起源
DOI：
10.1016/j.jmst.2020.08.058
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发表时间：
2020-09
影响因子：
10.9
通讯作者：
Qian Yu
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Yujie Chen;Yan Fang;Xiaoqian Fu;Yiping Lu;Sijing Chen;Hongbin Bei;Qian Yu
固溶强化是优化合金强度最常用的方法之一，但由于其微观结构的不均匀性，固溶强化的机理可能比我们传统认为的要复杂得多。本文通过比较CrCoNi合金和纯Ni合金中掺杂等量W原子后的化学分布、位错行为和力学性能的变化，发现合金元素W在CrCoNi合金中掺杂微量W后，由于化学分布的不均匀性显著增加，从而产生了更强的强化效果。CrCoNi-3 W合金中各元素原子尺度的浓度起伏较大，导致位错运动，产生强烈的纳米级段脱陷和严重的位错堆积，而Ni-3 W合金中的情况则不同。结果表明，多元合金中元素分布对合金成分的敏感性很高，对合金力学性能的影响很大，为复杂合金的设计提供了依据。
Solid solution strengthening is one of the most conventional strategies for optimizing alloys strength, while the corresponding mechanisms can be more complicated than we traditionally thought specifically as heterogeneity of microstructure is involved. In this work, by comparing the change of chemical distribution, dislocation behaviors and mechanical properties after doping equivalent amount of tungsten (W) atoms in CrCoNi alloy and pure Ni, respectively, it is found that the alloying elementWin CrCoNi alloy resulted in much stronger strengthening effect due to the significant increase of heterogeneity in chemical distribution after doping trace amount of W. The large atomic scale concentration fluctuation of all elements in CrCoNi-3W causes dislocation motion via strong nanoscale segment detrapping and severe dislocation pile up which is not the case in Ni-3W. The results revealed the high sensitivity of elements distribution in multi-principle element alloys to composition and the significant consequent influence in tuning the mechanical properties, giving insight for complex alloy design.
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