封面文章 | 东北大学贾楠教授和闫海乐副教授等：W合金化对面心立方高熵合金微观结构、力学性能和耐蚀性的影响

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IJMMM2023  Volume 30  Issue 9


封面故事

封面显示了钨元素掺杂可激活面心立方高熵合金中的多种强化机制，包括固溶强化、细晶强化和第二相强化等，并且能够促使合金表面形成致密的三氧化钨钝化膜进而改善其抗腐蚀性能。封面生动形象的描绘了钨掺杂影响面心立方高熵合金力学及腐蚀性能的物理机制，有助于推进高强韧、耐腐蚀高熵合金的设计与发展。

文章信息

W合金化对面心立方高熵合金组织、力学性能和耐蚀性的影响：综述(点击查看原文)

肖娜，关旭，王东，闫海乐，蔡明辉，贾楠，张宇东，Claude Esling，赵骧，左良

引用本文：Na Xiao, Xu Guan, Dong Wang, Haile Yan, Minghui Cai, Nan Jia, Yudong Zhang, Claude Esling, Xiang Zhao, and Liang Zuo, Impact of W alloying on microstructure, mechanical property and corrosion resistance of face-centered cubic high entropy alloys: A review, Int. J. Miner. Metall. Mater., 30(2023), No. 9, pp. 1667-1679.

https://doi.org/10.1007/s12613-023-2641-6

点击查看英文原文

封面文章文章亮点

01

从晶格畸变、第二相析出与细晶强化三个方面阐述了W掺杂对面心立方高熵合金微观组织与力学性能的影响。

02

概述了W掺杂对面心立方高熵合金耐腐蚀性能的影响并探讨了相关机制。

03

总结了高熵合金W合金化研究存在的问题并探讨了可能的解决方法。

文章导读

多主元高/中熵合金指的是由多种主要组成元素构成的固溶体合金。与传统合金相比，高/中熵合金具有高强度、高硬度、高耐磨性、高温稳定性以及抗辐照性等优点，成为近些年来金属材料领域的研究热点。研究表明，掺杂W元素在提高高熵合金的力学性能和抗腐蚀性能方面潜力巨大，主要体现在以下四个方面：（1）W溶于合金后可产生固溶强化；（2）W阻碍晶界迁移从而引起细晶强化；（3）W与其它组元反应从而引入第二相强化（如μ相、σ相和BCC相等）；（4）W在合金表面形成致密的WO₃钝化膜，可提高合金的耐腐蚀性。目前，还未见系统地总结与探讨掺杂W元素对多主元高/中熵合金组织结构与力学性能影响的综述文章。为了促进和指导人们对在高熵合金中掺杂W元素的研究，本文分别从材料微观结构、力学性能以及抗腐蚀性能三个方面综述了W元素合金化对面心立方高熵合金的影响。

最后总结了高熵合金W合金化研究存在的问题并探讨了可能的解决方法。主要问题包括：（1）缺乏对W掺杂引起的局部晶格畸变、化学成分波动以及短程有序的定量描述；（2）不同析出相的动力学和热力学特征以及如何精准控制析出相形状、大小和分布的工艺参数仍然模糊；（3）不同合金体系表面的WO₃钝化膜的生长机理以及其对耐蚀性的影响需进一步研究。近年来，球差矫正透射电子显微镜等先进的表征手段、高通量实验方法、基于量子力学的第一性原理计算方法和机器学习等研究方法飞速发展，为我们解决上述问题提供了强有力的工具。回答上述科学问题将有助于推动高熵合金的发展，促进兼具有良好力学性能和高抗腐蚀性能的高熵合金设计与开发。

W合金化效果示意图

作者简介

贾楠，东北大学，教授/博士生导师

毕业于东北大学，曾于德国马普钢铁研究所做洪堡学者访问研究，现为东北大学材料科学与工程学院教授、博士生导师。主要从事金属材料微观力学行为与织构、先进金属结构材料的微结构设计研究。在《Acta Materialia》, 《International Journal of Plasticity》等学术期刊发表SCI论文80余篇,他引2100余次。入选国家自然科学基金委员会优秀青年基金和教育部新世纪优秀人才支持计划。

闫海乐，东北大学，副教授/博士生导师

主要从事形状记忆合金、先进金属结构材料、晶体学与织构表征、第一性原理计算等方面的研究，在《Acta Mater.》、《Script Mater》等学术期刊发表SCI论文60余篇。

END

排版 | 许欢欢

编辑 | 陈佩仙

审核 | 黄冬华

期刊简介ABOUT US

《矿物冶金与材料学报（英文版）》(InternationalJournal of Minerals, Metallurgy and Materials，IJMMM)是由教育部主管、北京科技大学主办、Springer Nature合作出版的英文学术期刊，1994年创刊，月刊。主要刊载矿物、冶金和材料领域的原创研究论文和特约综述等。被SCIE，EI，CAS，Scopus，ProQuest，OCLC，INSPEC等国际著名文摘或检索系统作为文献源期刊收录。入选中科院期刊分区二区。2021 JCR影响因子为4.8，在冶金与冶金工程学科和矿业工程与矿物加工学科位于Q1区,  在材料科学综合学科位于Q2区。2022 CiteScore为6.8，在金属与合金类、材料力学类、材料化学类等类别中均位于Q1区。入选《有色金属领域高质量科技期刊分级目录》T1级别；《冶金工程技术领域高质量科技期刊分级目录》T1级别。

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