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体心立方(BCC)基的Al-TM(transition metal)高熵合金以其高强度、高硬度、抗磨损等优异的性能在结构材料应用方面得到了广泛的关注,这些优异的力学性能主要源自第二相有序粒子对BCC基固溶体基体的析出强化。然而,在BCC基Al-TM高熵合金中,很难获得球形或立方形的共格B2/L21纳米粒子,BCC/B2共格组织更多地表现为编织网状的调幅分解组织,造成合金极大的脆性。近年来,大量的研究表明基体与有序析出相间的点阵错配度是决定析出粒子形状和大小的最关键因素,故通过调节Al-TM高熵合金中TM的元素含量来调控BCC基体和第二相粒子的成分,以调节二者的点阵错配,可以获得期望的共格组织。本文根据团簇式成分设计方法设计合金成分,通过电弧熔炼技术制备系列BCC基的Al-TM高熵合金,并通过X射线衍射、光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、显微硬度实验、压缩实验等实验手段对其组织结构、微观形貌及力学性能等进行表征,结论如下:(1)在(Al,Ti)0.7NiCoFe1.5Cr1.5和(Al,Ti)0.7NiCoFeCr2(Al-LTM,LTM为后过渡金属)系列合金中,一定含量的Ti(Al/Ti=3/1,2/1,1/1)替代部分Al,可使得在BCC基体上共格析出的B2有序相转变为有序度更高的L21-Ni2AlTi相,且当Ti含量过高时(Al/Ti=1/1),(AlTi)0.7NiCoFeCr2合金的基体会由BCC转变为?-FeCr相。(2)L21-Ni2AlTi析出粒子的形貌取决于共格L21相与BCC基体相之间的点阵错配度?。在等轴晶粒内部,L21相与BCC基体的点阵错配度ε约为0.40.5%时,共格析出的L21纳米粒子为立方形状,尺寸约为5590 nm;而当二者之间点阵错配过大时(ε>1.0%),晶间的L21则呈粗大的层片状。(3)正是由于B2或L21纳米粒子的共格析出,使得这两个系列合金表现出高强度,其中硬度HV=540640,压缩屈服强度?y=15601800 MPa;当?相变为基体时,会造成合金极大的脆性。根据析出强化机制发现,合金的高强度与纳米粒子的尺寸密切相关,当粒子尺寸达到某个临界值时,会实现合金共格析出强化的最大强度增量。(4)在Al-ETM(前过渡金属)体系中,根据团簇式成分设计方法设计Al-Ti-Zr-Nb-Ta-Mo系列难熔高熵合金,铸态下表现为双相BCC结构。当TM=Ti4Zr4Nb3Ta3时,合金Al2Ti4Zr4Nb3Ta3经过高温固溶(1300°C/2 h)和时效(600°C/24 h)后,在BCC基体上析出了大量的共格的富Al和Zr元素的B2和D88-Al3Zr5纳米粒子,粒子尺寸约为3050 nm,从而使得该合金具有较高的强度,其中硬度HV=660。另外,讨论了B2相与D88相之间的转换关系,其中D88是由B2在时效过程中转化而来,二者在形貌及成分上没有明显区别。