搅拌摩擦加工Fe40Mn20Co20Cr15Si5高熵合金的疲劳行为

采用搅拌摩擦加工(FSP)对铸态Fe₄₀Mn₂₀Co₂₀Cr₁₅Si₅高熵合金(CS-HEA)进行了微观结构改性，研究了晶粒尺寸和组元相比例对CS-HEA疲劳行为的影响。结果表明，FSP后的CS-HEA晶粒尺寸由128μm细化到4.2μm, FCC相比例由60%增加到75%。细化的晶粒和高比例的FCC相不仅提高了拉伸性能，并且将CS-HEA的疲劳极限由260 MPa提高到520 MPa。疲劳极限提高的原因包括裂纹萌生的延缓和裂纹扩展速率的降低。FSP消除了铸造缺陷并细化了晶粒尺寸，晶粒的细化延缓了裂纹萌生。在裂纹扩展阶段，较高比例的TRIP效应和分散的裂纹分支有效降低了FSP试样的裂纹扩展速率。