本文通过可控的机械热处理工艺，在AlCoCrFeNi2.1 EHEA中构建了一种双相异质层片（DPHL）结构。与一般的异质结构相比，该结构是由软/硬相，而非粗/细晶粒主导的强度异质。同时，由于EHEA的全层片特性，合金呈现出更高的异质层片密度。此外，由于独特的相分解现象，在软的面心立方（FCC）基体层中存在大量硬的晶间有序体心立方（B2）析出物，对FCC施加了额外的刚性变形约束。更令人惊讶的是，由于这种DPHL结构的引入，所制备的EHEA在变形后期可以激活微裂纹捕捉机制（外在塑韧化效应），进一步扩展了应变硬化能力（内在塑韧化效应），从而获得了较大的整体拉伸塑性。
图1 铸态EHEA和DPHL700试样的结构。（a）铸态EHEA的EBSD相图。（b，c）DPHL700试样的SEM、高倍SEM、EBSD相图，RD表示轧制方向，TD表示横向。（d）扫描TEM（STEM）图像显示了更详细的DPHL（双相异质层片）结构。（e）EDS图显示了铝、镍、钴、铁和铬元素的分布。（f）放大的STEM图像显示P2（晶间B2相，用蓝箭头标记）和P1（晶内B2相，用红箭头标记），以及相应的SADPs和EDS成分分布。（g）TEM图像显示了退火孪晶。（h）DPHL（双相异质层片）结构的示意图，图中AT表示退火孪晶。
图2 三种双相异质层片结构EHEAs室温下的力学性能。（a）拉伸性能，UFG EHEA和CH EHEA分别是指超细晶EHAE和多级复杂的EHEA。插图示意了DPHL700试样和铸态EHEA的拉伸卸载加载曲线。（b）加工硬化曲线。在DPHL700曲线中，多阶段应力-应变关系被分为三个部分，并标注为I-III。插图显示了铸态EHEA和DPHL700试样的背应力(BS)和有效应力(ES)随应变的变化规律。插图中的误差条表示五次测试后的标准偏差。
图3 多级DPHL-EHEA随应变增大的变形机制。（a）位错亚结构演化的STEM图片。早期变形阶段 （ɛ= 4%），软的FCC晶粒中存在比硬的P2（晶间B2晶粒）和B2更明显的位错。中期变形阶段（ɛ= 13%），在FCC晶粒和P2中均展现出明显地位错增加。虚线表示堆积在晶界处的几何必须位错(GNDs)。（b，c）后期变形阶段（ɛ = 21%），两相层片与P2（分别用黄虚线和红箭头表示）中均出现了明显的位错分布。（b）微裂纹的扩展受相邻层片的抑制。（c）蓝色虚线箭头指出了不同的变形方向，甚至有些FCC晶粒沿着两个方向变形。（d）变形过程中位错演化示意图。第一阶段：弹性变形；第二阶段：弹塑性变形；第三阶段：塑性变形。⊥符号表示位错。注：这里第一阶段的示意图并不是示意应变ɛ = 4%。
图4 SEM图像显示了多级双相异质层片DPHL-EHEA在变形后期的损伤演化机制。（a）断裂端附近微裂纹分布。（b）多重微裂纹，主要包括环状、曲折、甚至亚微米级裂纹（分别用红色、蓝色、黄色箭头指出）。应变为17-20%时，环状微裂纹的扩展受到相邻塑性部分的约束，表现为钝化的微裂纹尖端。（d）高倍SEM图像显示，在应变~17%时，由于P2（晶间B2相，以虚线红圈表示)有限的变形能力，些环状裂纹最初主要在FCC层片中萌生。（e）布满大量韧窝的断口形貌，间接说明了DPHL-EHEA高的拉伸塑性。
图5 多级的双相异质层片（DPHL）高熵合金试样与传统的金属材料以及先前报道的高性能高熵合金性能对比。（a，b）室温下拉伸性能汇总。包括铸态EHEA、超细晶EHEA、多级复杂的EHEA、双相高熵合金、亚稳高熵合金、析出强化高熵合金以及碳掺杂强化的高熵合金，他们通常显示出优异的拉伸强度与塑性的结合。由于一些高熵合金的屈服强度较低（< 400 MPa）和较差的室温塑性，这里并未进行对比。页面更新：2024-04-28
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