纳米硅化物沉淀难熔高熵合金

室温高塑 · 千度不退

本合金通过纳米硅化物沉淀与位错工程，同时兼顾室温拉伸塑性、高温强度和长时间组织稳定性，克服了难熔高熵合金长期面临的塑性-强度矛盾。

李洪洋 · 马兆龙 · Xu, Ziqi · Shikang, Guo · Li X.Y. · Zhang G.D. · Cheng, Xingzuang Wang

International Journal of Plasticity 2025

具体参数

密度

{'zh': '7.91', 'en': '7.91'} g/cm³

室温屈服强度

{'zh': '958', 'en': '958'} MPa

室温断裂应变

{'zh': '33.1', 'en': '33.1'} %

室温均匀拉伸伸长率

{'zh': '15.7', 'en': '15.7'} %

1000°C 屈服强度

{'zh': '258', 'en': '258'} MPa

1000°C 伸长率

{'zh': '76', 'en': '76'} %

1000°C / 120 h 强度保持率

{'zh': '>99', 'en': '>99'} %

技术优势

室温即强又韧

纳米硅化物调控交滑移和多平面滑移，形成分级位错亚结构，使合金在保持 958 MPa 屈服强度的同时获得 33.1% 的断裂应变。

千度高温不软化

1000 °C 下屈服强度仍达 258 MPa，同时伸长率高达 76%，综合力学性能超越传统变形高温合金。

长时间热暴露不变

1000 °C 暴露 120 小时后，微观组织几乎无变化，强度保持率超过 99%，显示出卓越的高温组织稳定性。

应用场景

• 航空航天高温结构件：替代镍基高温合金，减轻重量并提高高温承载能力。
• 高超音速飞行器热防护：利用高密度强度比和热稳定性，制造前缘、鼻锥等耐热面板。
• 火箭发动机耐热部件：在极高温度下仍保持强度，可用于喷嘴、涡轮泵等热端部件。
• 燃气轮机叶片材料：高承温能力与组织稳定性，可减轻叶片重量并延长寿命。
• 难熔合金设计：通过 Si 微合金化和位错工程实现塑-强协同，提供新的设计范式。