功能梯度高熵合金
强韧硬兼得
通过Ti成分梯度构建异质结构，解决金属材料硬度与塑性韧性难以兼顾的矛盾。
Zhang, Bin · 75655802 · Zou, Shuangyang · Dong, Hao · Qi, Liang · Cai, Yan
Materials Science & Engineering A: Structural Materials: Properties, Microstructure and Processing 2025
参数信息
- 硬度（底部）
- 187 HV
- 硬度（中部）
- 361 HV
- 硬度（顶部）
- 528 HV
- 冲击韧性
- 72.3 J
- 时效态硬度（底部）
- 170 HV
- 时效态硬度（中部）
- 409 HV
- 时效态硬度（顶部）
- 726 HV
- 时效态冲击韧性
- 65.6 J
技术优势
强韧硬协同提升
底部等轴晶吸收冲击能量、中部过渡、顶部枝晶结构提供高硬度，实现从基体到表面的硬度、韧性和强度梯度协同。
时效后硬度大幅提升
双级时效后顶部硬度提高37.5%，而冲击韧性仅下降9.2%，在保持韧性的同时显著增强表面硬度。
可在钢基体上直接修复
成功在船用钢EH36上制备出功能梯度高熵合金层，为破损关键部件提供了一种增材修复方案，无需整体替换。
应用场景
- 海洋工程修复：在船用钢上直接增材修复破损部位，如破冰船艏等高载荷部件，恢复并提升表面硬度与抗冲击能力。
- 高端装备制造：为承受极端温度和复杂应力的关键部件提供梯度结构设计，同时满足高硬度、高韧性和抗冲击要求。
- 航空航天结构件：利用梯度高熵合金在航空航天结构件中兼顾耐磨表层和韧性心部，提升部件在复杂载荷下的可靠性。
- 激光增材制造：展示激光定向能量沉积制备功能梯度材料的可行性，为多材料增材制造和局部性能调控提供范例。