常州PA视讯材料科技有限公司

相变强化作为金属材料强化的五大经典机理之一，通过控制固态相变过程中晶体结构的变化实现性能调控。在航空航天领域，随着对材料比强度、耐腐蚀性和高温稳定性的要求日益严苛，传统合金体系已逐渐逼近性能极限。高熵合金以其独特的多主元设计理念，通过构型熵稳定相结构，为相变强化提供了新的研究维度。

相变强化的本质是材料在外界条件（温度、压力）变化时，通过原子集体位移实现晶体结构重组，形成阻碍位错运动的新相。在高熵合金中，这种过程呈现特殊规律：首先，多主元引起的晶格畸变会产生高达15-20 GPa的局部应力场，显著提高位错形核能垒；其次，慢扩散效应延迟了新相形核动力学，使相变过程更易控；最重要的是，高熵体系中的 spinodal 分解可形成纳米尺度的化学成分波动，这种连续相变产生的调制结构能同时提升强度和塑性。以典型CoCrFeNiMn体系为例，其从面心立方向体心立方的马氏体相变临界分切应力可达传统钢的2-3倍。

在PA视讯开发的耐腐蚀高熵合金中，通过调控Al/Ti比值诱发B2有序相在FCC基体中的共格析出，使材料在航空发动机叶片应用中同时实现1200MPa屈服强度和15%延伸率。这种“有序强化+相变强化”的协同机制，使构件在650℃高温环境下仍保持稳定的蠕变抗性。在轨道交通领域，利用应力诱导马氏体相变开发的超弹性高熵合金减震部件，其能量吸收密度较传统Cu-Al-Ni合金提升40%，且疲劳寿命延长至10^7周次以上。

当前高熵合金相变强化的主要限制在于相图数据的缺失导致成分设计依赖经验试错，多组元体系的相变热力学/动力学数据库尚不完善。此外，纳米相界面在循环载荷下的稳定性问题尚未完全解决，例如在航空发动机的热机械疲劳工况下，反复相变可能导致元素偏聚加速。未来需结合CALPHAD计算与机器学习方法建立成分-工艺-性能的映射关系，并通过原位电镜技术揭示多主元体系相变的原子尺度机制。