通过spinodal介导相变路径对多主元合金进行热处理微观结构调控

在多主元合金（MPEAs）如$\rm AlMo_{0.5}NbTa_{0.5}TiZr$、$\rm Al_{0.5}NbTa_{0.8}Ti_{1.5}V_{0.2}Zr$、$\rm TiZrNbTa$、$\rm AlCoCrFeNi$和$\rm Fe_{15}Co_{15}Ni_{20}Mn_{20}Cu_{30}$中观察到的纳米级多相微观结构展现出有前景的力学或功能特性，其可能是通过spinodal介导的相变路径（PTPs）演化而来。此类MPEA体系中的微观结构可通过适当设计合金成分和热处理 schedule 来进一步调控以用于目标应用。在本研究中，我们系统地考察了不同的热处理 schedule（如单步等温时效、两步等温时效和连续冷却）如何改变与合金成分相关的各种因素之间的相互作用，例如各相的体积分数、共存相之间的晶格错配和模量错配。我们利用高通量相场模拟确定了这些因素在多大程度上显著影响spinodal介导的PTPs及相应微观结构。特别地，我们证明在具有非对称混溶间隙的同一MPEA中，微观结构拓扑（即哪一相形成连续基体、哪一相形成离散析出相）可仅通过连续冷却热处理实现反转。此外，我们揭示了在具有对称或非对称混溶间隙的MPEA体系中，可利用两步等温时效热处理设计出丰富多样的新颖分级微观结构。这些模拟结果可能为上述MPEA体系的新型微观结构设计与工程提供启示。