金属所发展出共晶高熵合金多级纳米相两步转变机制

共晶高熵合金引入多级共格纳米析出相，结合了析出强化和层状结构强化的优点，从而为优化高熵合金的综合性能提供了颇有前景的设计策略。然而，多组分或者多相合金的错综复杂性质，为研究这些纳米相的形成和演变机制带来了挑战，尤其是纳米相如何在不同结构的基体中形成和演化。

通常，纳米相通过一步形核并开始长大或粗化。中国科学院金属研究所特种合金研究部先进特殊钢团队研究发现，fcc/L2₁共晶高熵合金在1023 K下时效时可形成一种特殊的fcc/L1₂+L2₁/bcc分级结构。fcc/L2₁基体中的L1₂/bcc结构纳米相不是通过一步形核形成，而是通过两步转变形成：首先以调幅分解形式发生Ni/Al/Ti和Cr/Fe成分分离，继而成分富集区发生结构有序/无序转变。研究通过计算fcc/L2₁伪三元系统在不同温度下的调幅分解区，证实fcc/L2₁相体系在时效初期具有热力学不稳定性，满足发生调幅分解的热力学条件。力学性能结果显示，这种分级结构的形成可提高共晶高熵合金的强度。共晶高熵合金相稳定性和析出机理的成果，对于设计具有最佳力学性能的多相纳米结构合金具有理论指导意义。

相关研究成果以Unraveling the two-stage precipitation mechanism in a hierarchical-structured fcc/L2₁ high-entropy alloy: Experiments and analytical modeling为题，发表在《材料学报》（Acta Materialia）上。研究工作得到国家自然科学基金、中国科学院区域发展青年学者项目和国家重点研发计划等的支持。

论文链接