研究透视：Acta Mater高熵合金的晶界偏析诱导析出

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纳米晶态的成分复杂的合金 (CCA) ，涉及复杂且知之甚少的相变，即使在低温下也会导致晶粒生长。近日，德国卡尔斯鲁厄理工学院纳米技术研究所Christian Kübel团队在Acta Materialia上发文，报道了面心立方非等原子纳米晶 CCA (CoCuFeMnNi) 的相演变。采用原位透射电子显微镜加热，结合自动晶体取向映射 (ACOM) 和能量过滤透射电子显微镜 (EFTEM)，来阐明高压扭转 (HPT) 处理的相分解序列钴铜铁锰镍。揭示了一系列复杂的晶界偏析和耗散步骤，导致形成富含 FeCo 的第二相。在第二相形成之前，Cu、Ni 和 Co 偏析并且 Fe 和 Mn 在晶界处耗尽。在触发 FeCo 沉淀后，Mn 与 Ni 和 Cu 一起偏析到晶界，而 Fe 和 Co 被耗尽。FeCo 沉淀物具有 B2 晶体结构，通常与相邻的 fcc 晶粒表现出 Kurdjumov-Sachs (K-S) 和/或 Nishyama-Wasserman (N-W) 取向关系。

图1 600 ºC样本，STEM-EELS表征。

图2 400 ºC样本，STEM-EELS表征。

图3 三维APT 重建显示沉淀物中 Fe 和 Co 偏聚。

图4 电子背散射衍射表征。

图5 HRTEM表征。

通过原子探针断层扫描 (APT) 分析的异位热处理 CoCuFeMnNi ，揭示了不同元素在不同晶界的高度异质偏析。富含 FeCo 的沉淀物含有微量的 Ni，而 Cu 被排斥，导致形成单独的富含 Cu 的相。这种复杂的偏析现象，得益于纳米晶材料中高比例的晶界和三重结，这对于该合金的相演变至关重要，而这在相应的粗晶材料中并不常见。

文献链接：https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S1359645421006613

https://doi.org/10.1016/j.actamat.2021.117281

本文译自“Acta Materialia ”。

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