一种通过沉淀硬化处理的中等熵合金，具有低热膨胀系数和高延展性

《Science China-Materials》：A precipitation-hardened medium-entropy alloy with low thermal expansion and high ductility

中熵合金Fe54Ni34Co6Ti3Al3通过调控L1?纳米沉淀相与基体成分实现低热膨胀（5.8×10^-6 °C^-1）、高强度（1036 MPa）和良好延展性（18.4%），为先进工程材料提供新策略。

　　

摘要

低热膨胀系合金对于航空航天、低温技术、光学和电子领域的精密部件至关重要，因为在这些领域中，材料在热循环下的尺寸稳定性是必不可少的。由于这些应用面临更为严苛的机械和热条件，材料不仅需要具备低热膨胀特性，还需要具备高强度和延展性。然而同时实现这三者仍然很困难，因为它们所需的微观结构往往相互冲突。在这里，我们介绍了一种中等熵合金Fe₅₄Ni₃₄Co₆Ti₃Al₃（按原子百分比计），该合金通过定制的沉淀工程方法克服了这一挑战。这种合金形成了连贯的L1₂纳米沉淀物，这些沉淀物不仅提供了显著的沉淀强化效应，还调节了面心立方基体的成分。这种调控作用使得基体的热膨胀系数降低，并产生了亚稳态，从而实现了通过相变诱导的塑性，进而提高了延展性和应变硬化能力。结果表明，该合金的抗拉屈服强度为（1036±21）MPa，均匀伸长率为18.4%±1.1%，热膨胀系数为5.8×10^?6 °C^?1。这项工作展示了一种通过沉淀作用来协调强度、延展性和热稳定性的方法，为设计适用于先进工程环境的多功能结构材料提供了一种新的策略。