研究發(fā)現(xiàn)通過觸發(fā)元素晶界異常偏析能夠克服合金的氫脆行為

近日，香港城市大學(xué)材料科學(xué)與工程系楊濤教授團隊在最新研究成果中成功地揭示了FeCrCoNi高熵合金中抑制其氫脆（HE）行為的關(guān)鍵因素。研究發(fā)現(xiàn)，通過控制Fe元素添加可以非常有效地觸發(fā)Cr元素在晶界（GBs）的局部偏析，從而可以有效消除Fex(CrCoNi)1-x面心立方（fcc）高熵合金（HEA）中長期存在的氫脆問題。

研究結(jié)果表明，將Fe原子分?jǐn)?shù)從2.5%增加到25%使HE阻力大幅提高，即延性損失從70%降至6%。同時，斷裂模式由沿晶斷裂轉(zhuǎn)變?yōu)榇┚嗔选６喑叨蕊@微結(jié)構(gòu)分析表明，F(xiàn)e2.5Cr32.5Co32.5Ni32.5和Fe25Cr25Co25Ni25合金在相結(jié)構(gòu)、晶粒尺寸和晶界（GB）特征方面的差異可以忽略不計。

該研究揭示了當(dāng)前FeCrCoNi型HEA中HE抗性大幅提高的根源，為未來開發(fā)新型高性能結(jié)構(gòu)合金提供了新的見解，該合金對氫致?lián)p傷具有非凡的免疫力。相關(guān)成果以Defeating hydrogeninduced grain-boundary embrittlement via triggering unusual interfacial segregation in FeCrCoNitype high-entropy alloys為題發(fā)表在Acta Materialia上。

該研究受到了香港研究資助局(NSFC)、國家自然科學(xué)基金（NSFC）、廣東省科技廳等項目的支持。