富铁高熵合金

各向异性力学可控

通过激光粉末床熔融制备的Fe60(CoCrNiMn)40高熵合金，其力学各向异性受晶粒形态与晶体织构协同调控，为增材制造金属构件提供设计依据。

Tao, Wang · Chen, Li · Yixiong, Hu · 陈虹宇 · Lu, Tiwen · Zhang M. · Yu, Feng · Liu Y. · 王永刚

Additive Manufacturing 2025

参数信息

抗拉强度（HS0）

590 MPa

断裂应变（HS0）

50 %

抗拉强度（HS90）

500 MPa

断裂应变（HS90）

80 %

晶粒长径比

0.35

织构强度

15.7

技术优势

强度塑性可按方向定制

同一材料在不同构建方向上，通过改变晶粒形貌与织构的相对作用，可获得强度与塑性的不同组合，为构件各向异性设计提供依据。

变形机制随方向切换

HS0试样在变形后期因位错驱动旋转形成<110>到<111>织构转变，激活高Taylor因子孪晶，增强位错存储；而HS90保持稳定<100>织构，抑制孪晶并促进动态回复，导致应变强化减弱。

各向异性来源得以解耦

结合实验与晶体塑性有限元分析，量化了柱状晶形貌与<001>晶体织构对各向异性力学性能的相对贡献，为工艺优化提供了明确靶点。

应用场景

• 增材制造金属：揭示LPBF金属各向异性力学性能的微观来源，用于优化打印参数与组织调控。
• 结构件设计：为按方向定制强度的构件设计提供依据，避免各向异性导致的过早失效。
• 高熵合金应用：展示Fe60(CoCrNiMn)40高熵合金在LPBF下的变形机制，为高熵合金增材制造工艺开发提供参考。
• 航空航天材料：提供增材制造高熵合金各向异性力学数据，用于航空航天复杂构件的性能验证。