高熵合金是近年来新发展出来的一类多主元素合金,由于其具有独特的微观结构和传统合金无法比拟的物理化学性能,引起了科学工作者的广泛关注。本文根据高熵合金的设计理念,分别选取了 YErCuAgAlx(x=0,2,4,at.%)、ReTaWNbMo、TiScZrNbV三种具有特殊物理化学性能的高熵合金,研究了其铸态和退火态的结构演变与力学性能以及耐腐蚀性能等。本研究基于以上三种合金体系,设计思路如下:通过真空电弧熔炼吸铸法制备了三种高熵合金棒材;利用真空退火工艺进行热处理;通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜及透射电子显微镜等手段研究了三种高熵合金的相组成和结构演变;利用新三思CMT5305万能力学试验机和CHI660E电化学工作站研究了三种合金的力学性能和耐腐蚀性能。第一,研究了稀土元素与过渡族金属元素结合的高熵合金,分别加入原子比为0 at.%、2 at.%和4 at.%的Al元素,通过真空电弧熔炼法制备了YErCuAgAlx系列高熵合金棒材。发现YErCuAgAlx系高熵合金的微观组织为枝晶状,基体相为BCC晶体结构的(Cu,Ag)(Y,Er)晶体相,与BCC的<CuY的晶体结构类似,而其他元素固溶到其晶格点阵中。枝晶间相为Cu2Y,夹杂少量的Y203相。随着Al元素含量的增加,其枝晶间相逐渐增加且相连成骨架,少量Y2O3相夹杂相随机分布,在Al元素含量为4 at.%时,在基体中发现了无序的非晶相。室温力学性能试验发现随着A1元素的增加,其屈服强度由624±30 MPa增加至1032±34 MPa,塑性应变由18.3±0.6%降低至8.9±0.33%,展现出比原有CuY、AgY、CuErr和AgEr二元合金更加优异的力学性能。第二,研究了由难熔金属元素组成的ReTaWNbMo难熔高熵合金,采用快速凝固法制备的等原子比难熔高熵合金具有BCC晶体结构。在673K、873K、1073K和1273K退火12h后,晶态仍保持BCC结构,展现出良好的高温稳定性。随着退火温度的增加,晶粒逐渐细化,晶粒由粗枝晶转变为细等轴晶,且晶内富集W和Ta,晶间富集Nb、Mo和Re。力学实验发现,随着退火温度的升高,屈服强度增大,压缩塑性和断裂强度明显提高。断裂模式由穿晶断裂逐渐向沿晶断裂转变。此外,还研究了铸态和退火状态下的ReTaWNbMo高熵合金在3.5wt.%的NaCl溶液中的腐蚀行为。1273K退火的样品由于元素在晶粒内的重新分布而表现出最好的耐蚀性。第三,研究了轻质高熵合金TiScZrNbV的微观组织和力学性能。采用真空熔炼吸铸法制备了棒状试样,并且分别在673K、873K和1073K退火12h。铸态下TiScZrNbV高熵合金晶体相由两种BCC和一种HCP的相结构组成,微观组织为等轴树枝晶结构,晶间为两相混合区域。随着退火温度的增加,等轴树枝晶内部出现HCP析出相,晶间组织逐渐粗大,演变为一种BCC和一种HCP组成的双相结构。力学实验发现,屈服强度先升高后降低,压缩塑性先降低后升高,断裂强度没有明显的变化。断裂模式是剪切断裂与韧窝断裂的两种韧性断裂结合模式。此类高熵合金展示出优异的力学性能,是一种极具应用潜力的轻质高熵合金。