增材制造高熵合金

高速冲击锻造增强

激光粉末床熔融制备的CoCrFeMnNi高熵合金，其屈服强度和应变硬化能力对高应变速率异常敏感，在高速冲击下因高密度形变孪晶界而获得更强的应变硬化，与铸态和变形态合金相比，孪生行为显著增强，为抗冲击部件设计提供了新选择。

陈虹宇 · Yang, Xiaofeng · 顾冬冬 · Liu Y. · Yang, Shengze · Chen, Xiyu · Kosiba, Konrad · Yufei, Chen · Junhang, Du · Prashanth, Konda Gokuldoss · 王永刚 · Lu, Tiwen

Journal of Materials Science and Technology 2026

参数信息

屈服强度

452 MPa

屈服强度

685 MPa

技术优势

高应变率下强度大幅提升

屈服强度从准静态下的约 452 MPa 增至 5000/s 下的约 685 MPa，增材制造组织对高应变率更敏感。

高速冲击时硬化能力更强

当应变速率超过 3000/s 时，高密度形变孪晶界引发强烈位错增殖，从而获得高应变硬化能力。

相比铸态合金孪生显著增强

LPBF 特有的胞状边界促进位错分解并形成纳米孪晶，使高应变率下孪生行为明显优于铸态。

应用场景

• 抗冲击结构材料：利用其在高应变率下强度和硬化能力同步提升的特性，制造在碰撞或爆炸冲击下不易失效的结构件。
• 高超声速防护：作为高超声速飞行器防护层或蒙皮材料，在极端冲击下通过孪生机制吸收能量。
• 动态加载部件：用于承受高速撞击或爆炸载荷的零件，其应变硬化随应变率提高而增强，保持承载能力。
• 增材制造金属件：展示 LPBF 工艺本身赋予的胞状结构在动态加载下的优势，推动增材制造高性能合金应用。