CoCrNiAl_(0.1)Si_(0.1)中熵合金动态力学响应及其变形机制研究

摘要

通过真空电弧熔炼炉制备了CoCrNiAl_(0.1)Si_(0.1)中熵合金(MEAs),采用INSTRON拉伸试验机和霍普金森拉杆(SHTB)进行了准静态和动态拉伸实验。力学测试结果表明随着应变速率的提高,合金的屈服强度和塑性明显提高,表现出显著的正应变速率强化效应,并且在高应变速率时具有很强的应变率敏感性,这归因于热激活位错机制和粘性阻尼机制的作用。利用X射线衍射仪(XRD)、电子背散射衍射(EBSD)和透射电子显微镜(TEM)对变形前后试样的晶体结构和微观组织进行分析,结果显示,合金在变形前为单相面心立方(fcc)结构,具有随机取向的完全再结晶显微组织。变形后的试样具有强烈织构择优取向,并产生高密度位错和大量变形孪晶,动态加载下具更加致密的孪晶分布。变形孪晶起到诱导塑性,提供强的加工硬化的能力,这是目前合金在动态拉伸下表现出优异的强度塑性结合的主要原因。采用Johnson-Cook(J-C)塑性本构模型拟合合金的动态流动应力,模型拟合与实验结果符合的较好。