高熵合金（High-entropy alloys）簡稱HEA，是由五種或五種以上等量或大約等量金屬形成的合金。由于高熵合金可能具有許多理想的性質，因此在材料科學及工程上相當受到重視。近年來，設計具有高強度和優異延展性的高熵合金（HEAs）引起了人們的廣泛興趣。

近日，中南大學宋旼教授等人在Science China Materials上發表研究論文，采用CALPHAD方法來設計沉淀強化型（FeCoNi）92Al2.5Ti5.5高熵合金。通過熱機械處理過程來調控合金晶粒尺寸、析出相大小及體積分數，從而優化合金力學性能。

圖1 熱機械處理后，合金的EBSD IPF 圖

在一定溫度時效后，具有L12有序結構的Ni3（Al,Ti）型第二相在面心立方（FCC）基體中均勻析出，并與FCC基體共格。通過熱機械處理過程，合金的屈服強度從338.3 MPa增加到1355.9 MPa，抗拉強度從759.3 MPa增加到1488.1 MPa，而伸長率仍然保持在8.1%（詳見下表1）。

表1 經不同方式的處理后，合金的性能參數

基于分析模型定量評估屈服強度的增加，結果表明屈服強度的顯著增加主要是由沉淀強化機制引起的。變形引起的微觀條帶和位錯切過析出相是該合金的變形機制和強化機制，有助于該合金同時具有優異的延展性和高強度。

本研究表明，CALPHAD方法可以為高熵合金的設計和優化提供借鑒。該研究成果最近發表于Science China Materials, 2019, doi: 10.1007/s40843-019-1170-7。