Ti3Zr1.5NbV2高熵合金

高温强度优异

通过调控V含量实现细晶强化和固溶强化，使该轻质难熔高熵合金在室温和高温下兼备高强度与塑性。

Xiao, Yake · Xianghe, Peng

Journal of Materials Research and Technology 2023

具体参数

密度

{'zh': '<6', 'en': '<6'} g/cm³

晶粒尺寸

{'zh': '81.2', 'en': '81.2'} μm

室温屈服强度

{'zh': '974.0', 'en': '974.0'} MPa

断后伸长率

{'zh': '6.3', 'en': '6.3'} %

比屈服强度

{'zh': '165.7', 'en': '165.7'} MPa cm³/g

600°C屈服强度

{'zh': '770.9', 'en': '770.9'} MPa

800°C屈服强度

{'zh': '243.6', 'en': '243.6'} MPa

技术优势

轻质化设计

通过合金成分设计，将密度控制在6 g/cm³以下，低于大多数难熔高熵合金，有利于航空航天等轻量化需求场景。

室温和高温强度兼备

室温屈服强度974.0 MPa，600°C下770.9 MPa，800°C下243.6 MPa，在宽温域内保持较高强度，可满足高温结构件需求。

比强度超越多数同类合金

比屈服强度165.7 MPa cm³/g，优于多数已报道难熔高熵合金，意味着在相同重量下能承受更高载荷。

机制清晰，可复现

高强度主要归因于Zr和V元素的固溶强化效应，变形机制为位错滑移，这为后续成分优化提供了明确方向。

应用场景

• 航空发动机热端部件：利用其800°C下243.6 MPa的屈服强度，可替代部分镍基高温合金，减轻发动机热端部件重量。
• 高超声速飞行器蒙皮：兼具轻质与高温强度，适合承受气动加热的高超声速飞行器蒙皮，降低结构重量。
• 难熔高熵合金构件：作为难熔高熵合金构件，其比强度优势可提升部件效率，减少材料用量。
• 高温结构件：600°C下仍保持770.9 MPa屈服强度，可在高温承载环境中长期服役，替代传统耐热钢。
• 轻量化承载部件：密度低于6 g/cm³且比强度高，可在保证承载能力的同时大幅减轻部件重量，用于航空航天轻量化承载结构。