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多主元高熵合金(HEA:High Entropy Alloy)打破了传统以单一元素作为主元的合金设计理念,为新型合金的开发与应用提供了广阔的发展空间。近来,FeCoCrNiMn系高熵合金具有稳定的面心立方(FCC)组织结构、优异的综合机械性能、良好的耐磨、耐氧化和耐腐蚀等而受到广泛专注。本研究依托FeCoCrNiMn高熵合金(Al0高熵合金)及添加0.3 mol的Al元素的Al0.3FeCoCrNiMn高熵合金(Al0.3高熵合金),采用强变形冷轧及退火热处理工艺制备了超细晶组织高熵合金,系统性研究了不同处理状态下两种高熵合金的组织演变规律、高温抗氧化及电化学腐蚀行为。结果表明,轻量化Al元素的添加,可以使FeCoCrNiMn高熵合金的硬度及强度显著增加。经95%大变形冷轧后,两种合金的组织显著细化,Al0高熵合金有效晶粒尺寸从固溶态140μm细化到130 nm,而Al0.3高熵合金晶粒尺寸从固溶态164μm细化到125 nm。经600℃、800℃及1000℃退火处理1 h后,平均晶粒尺寸分别为248 nm、4.57μm、22.37μm;相对于Al0合金,Al0.3高熵合金经强变形及退火后的组织细化程度更加显著,Al0.3合金在800℃处理1 h后,晶粒尺寸保持在500 nm以下,经1000℃下处理后只增加到4.56μm。研究发现,不同处理工艺下,Al0高熵合金都呈现稳定的FCC组织结构,而Al0.3合金经大变形冷轧及600℃和800℃退火后生成了大量的富Al、Ni和贫Cr的BCC相及富Fe、Cr的σ相,抑制了再结晶晶粒长大并显著提高了材料的性能。研究了Al的添加对FeCoCrNiMn高熵合金的高温抗氧化性的影响。结果表明,固溶态Al0.3合金在600℃下抗氧化能力低于Al0合金,单在800℃及1000℃的抗氧化能力优于Al0高熵合金。研究发现固溶态Al0.3高熵合金高温氧化100 h后,在靠近氧化层的合金内生成大量的尺寸约5μm含Al的内氧化颗粒,使合金的富Cr氧化膜增厚,降低了合金的氧化速度,显著提高了合金体系的抗氧化能力。研究了不同处理状态下Al0及Al0.3高熵合金电化学腐蚀性能的影响。结果表明,Al元素的添加使基体有析出相生成,同时Al的添加促使基体形成多孔钝化膜,体系的抗腐蚀性减弱,因此抗腐蚀能力弱于Al0高熵合金。经大变形冷轧后,位错胞及亚晶界的形成,有效阻断贫铬区的连续分布,提高体系的抗腐蚀性能。随着晶粒尺寸的增加,Al0高熵合金在0.5 M H2SO4+x M NaCl(x=0,0.25)溶液中的抗腐蚀性能减弱。Al0.3高熵合金中σ相及BCC相的大量析出,显著减弱体系的抗腐蚀能力。