共晶高熵合金中引入多級共格納米析出相結合了析出強化和層狀結構強化的優點，從而為優化高熵合金的綜合性能提供了有前景的設計策略。然而，多組分或者多相合金的錯綜復雜性質為了解這些納米相的形成和演變機制帶來了挑戰，尤其是納米相如何在不同結構的基體中形成和演化的。 

　　通常，納米相通過一步形核并開始長大或粗化，但是近期，中國科學院金屬研究所特種合金研究部先進特殊鋼團隊研究發現，fcc/L2₁共晶高熵合金在1023 K下時效時可形成一種特殊的fcc/L1₂+L2₁/bcc分級結構。值得注意的是， fcc/L2₁基體中的L1₂/bcc結構納米相并不是通過一步形核形成，而是通過兩步轉變形成：首先以調幅分解形式發生Ni/Al/Ti和Cr/Fe成分分離，繼而成分富集區發生結構有序/無序轉變。通過計算fcc/L2₁偽三元系統在不同溫度下的調幅分解區，證實fcc/L2₁相體系在時效初期具有熱力學不穩定性，滿足發生調幅分解的熱力學條件。力學性能結果顯示，這種分級結構的形成可顯著提高共晶高熵合金的強度。共晶高熵合金相穩定性和析出機理的研究結果對于設計具有最佳力學性能的多相納米結構合金具有重要的理論指導意義。 

　　該工作第一作者為金屬研究所李偉博士，特種合金研究部王威研究員、前沿材料研究部張宏偉研究員為共同通訊作者，香港理工大學焦增寶教授在結構表征以及結構討論方面做出了重要貢獻。 

　　相關研究結果以“Unraveling the two-stage precipitation mechanism in a hierarchical-structured fcc/L2₁ high-entropy alloy: Experiments and analytical modeling”發表于Acta Materialia, 2024, 262: 119426 。 

　　上述工作得到了國家自然科學基金、中國科學院區域發展青年學者項目以及國家重點研發計劃等項目的資助。   

　　論文鏈接

圖1 fcc相內納米相的結構演變

圖2. L21相內納米相的結構演變

圖3 fcc/L21體系Hessian矩陣特征值和對應的成分分離特征向量（最小特征值小于0說明體系處于熱力學不穩定狀態）