作为一类新的金属材料，高熵合金（HEAs）或由四种或更多主要元素组成的复杂的浓缩合金极大地拓展了合金设计的空间。在广泛的温度范围内，HEAs已经发现了越来越多的有吸引力的特性，包括在环境温度下出色的强度-传导性协同作用，在低温下卓越的机械性能以及在高温下超高的强度。在各种HEA中，难熔HEA（RHEAs）脱颖而出，因为它们在800^◦C以上的高温下具有无与伦比的机械性能，在某些情况下甚至可以达到1500^◦C，这使它们成为高温结构应用的有前途的候选材料，其性能超过了传统的镍基超耐热合金。难熔高熵合金（RHEA）被认为是目前使用超合金的高温结构应用的有前途的候选材料。然而，对于大多数已报道的RHEA来说，它们在室温下的不良延展性和可忽略的冷加工性阻碍了它们的使用。

来自加州大学欧文分校的学者报告了一类新的非等离子NbTaTi基RHEAs，它可以在不进行表面处理和/或中间退火的情况下，其延展性差从铸造状态直接冷轧90%以上。这种优秀的冷加工能力是通过激活高密度的位错和变形孪生体以及高扩散路径来实现的，因此这些RHEAs可以在较低的退火温度下以更短的时间长度来实现均质化。此外，本研究发现：RHEAs在高温下依然能够保持高强度，在低温条件下表现出相当大的延展性，避免了传统的强度-延展性权衡。这类超级成型的RHEAs为通过节能和省时的方法制造高温结构材料提供了一种新的设计途径。相关文章以“Strong and ductile refractory high-entropy alloys with super formability”标题发表在Acta Materialia。

论文链接：

https://doi.org/10.1016/j.actamat.2022.118602

本研究设计并制造了一种新型的难熔HEA，它具有良好的加工性能，可以在室温下直接从铸造状态进行严重的冷加工，而不需要中间退火。由凝固引起的表面缺陷可以通过冷轧过程本身来消除。据推测，在冷轧过程中形成的变形诱导双胞胎和微带是这种自愈现象的原因。变形诱导孪生的形成机制通过MD模拟分析得到证实。优秀的冷加工性能使这种RHEA在随后的退火步骤中具有可调整的微观结构。位错管扩散大大增加了扩散率，使这种RHEA以一种能量和时间效率高的方式变得均匀，这是超高熔点合金的真正成就。本研究还通过实验证明，本研究的Hf₁₅Nb₄₀Ta₂₅Ti₁₅Zr₅RHEA在低温到高温下既坚固又有韧性。背应力强化有助于异质结构的Hf₁₅Nb₄₀Ta₂₅Ti₁₅Zr₅RHEA在环境温度下的高拉伸强度。本研究基于NbTaTi的难熔HEA设计策略为设计和制造具有超高熔点和优良加工性的金属材料提供了一种实用的方法。