自2004年首次出现高熵合金(HEAs)和中熵合金(MEAs)以来，为设计具有优异性能的材料开辟了一个新的天地。人们进行了大量的实验和理论工作，以揭示许多HEAs/MEAs在常温和低温下的优异力学性能和有趣的变形机制。

来自南京理工大学的学者详细研究了Ni₂Co₁Fe₁V_0.5Mo_0.2中熵合金（MEA）在973–1073 K温度范围内和150–200 MPa应力下的蠕变性能。Ni₂Co₁Fe₁V_0.5Mo_0.2MEA在973 K/150 MPa和973 K/175 MPa下具有优异的蠕变性能。在973 K处，应力指数n为3.1，表明粘性位错滑行机制在蠕变变形中占主导地位。测得蠕变变形的活化能为456.3 kJ⋅mol⁻¹，与Mo自扩散的活化能相当，表明Mo扩散对粘性位错滑行有较强的影响。详细的透射电镜分析表明：应力和应变的增加可以改变位错结构，促进位错爬升，从而提高蠕变速率;温度和应变升高会导致主动恢复和再结晶，从而引起晶粒再生。相关文章以“Creep properties and deformation mechanisms of a Ni₂Co₁Fe₁V_0.5Mo_0.2 medium-entropy alloy”标题发表在Acta Materialia。

论文链接：

https://doi.org/10.1016/j.actamat.2022.118590

图 1.蠕变试验前退火Ni₂Co₁Fe₁V_0.5Mo_0.2MEA样品的微观结构和组成分布。（a） 显示毫米级晶粒的EBSD晶体取向图（插图为反极图颜色代码）。（b） SEM-EDS图，显示MEA中镍、钴、铁、五和钼元素的均匀分布。

图 2.（a） 在施加应力 150–200 MPa 和温度 973–1073 K 下测试的 Ni₂Co₁Fe₁V_0.5Mo_0.2MEA 的蠕变应变 （ε） 与时间 （t） 图。（b） 一些多边环境协定和高熵合金的拉伸蠕变性能比较

图 3.（a） Ni₂Co₁Fe₁V_0.5Mo_0.2MEA在973 K处蠕变的稳态蠕变速率与外加应力的自然对数图。（b）在150 MPa恒定应力下样品蠕变的稳态蠕变速率与绝对温度倒数图的自然对数

图 4.在[110]区轴附近获得的TEM显微照片，显示了Ni₂Co₁Fe₁V_0.5Mo_0.2MEA中的微观结构在973 K/150 MPa下蠕变。（a） 通过垂直（111）̄和平行（111）̄滑移平面上的位错痕迹验证的平面滑移特征;（b） 纠结的错位和偶极子;（c）层错;（d） 错位偶极子和双交叉滑移。

图 5.透射电镜显微照片显示了蠕变变形Ni₂Co₁Fe₁V_0.5Mo_0.2MEA样品中的微观结构：（a）和（b）1023 K/150 MPa样品中的亚结构和位错晶胞;（c） 和 （d） 1073 K/150 MPa 样品中的亚晶粒、位错单元和平面阵列。

图 6. 扫描电子显微镜图像显示了断裂样品的断口形貌：(a-1)和(a-2)解理面在973K/200 MPa样品上；(b-1)和(b-2)韧窝和球状颗粒在1023K/150 MPa样品上；(c-1)和(c-2)球状颗粒在1073K/150 Mpa样品上.

图 7.点动拖动过程的示意图。（a） 在螺位上形成点动;（b） 固定的位错向外弯曲，在固定的点动处产生偶极子;（c） 螺钉位错向前移动并随之拖动点动，同时在路径上形成环;（d） 滑动点动的螺钉位错产生环路.

总之，这项工作系统地评估了Ni₂Co₁Fe₁V_0.5Mo_0.2MEA 中微观结构演变与蠕变性能之间的关系，并将 MEA 归类为 I 类合金家族。虽然粘性位错滑移引起的蠕变的传统 Mohamed-Langdon 准则被证明适用于浓固溶体，例如此处研究的Ni₂Co₁Fe₁V_0.5Mo_0.2MEA，但应力对速率控制机制的影响需要新的理解，即高应力是主要的粘性位错滑移的驱动因素，但可能间接促进位错攀移。这是因为可以强烈激活应力驱动的点动拖动过程以产生过量的空位，从而促进位错-空位相互作用，从而促进位错攀升。尽管如此，本研究的工作还提供了确凿的证据，表明添加 V和 Mo 的材料设计概念对于通过限制具有高活化能的扩散速率来改善蠕变性能是可行的。本研究的结果很容易用于指导未来高温 MEA 和 HEA 的设计。