導讀：如何有效提高L12相的相穩定性成為了開發高承溫能力、使用壽命長的高溫結構材料。本文著重于在充分保障Co基合金系統內FCC- L12雙相結構穩定性的前提下設計了新型高性能的Co-Al-Nb基高溫合金，該合金具有高 γ‘-固溶線溫度以及在環境溫度和高溫下均具有出色的強度。新開發的 Co-Al-Nb-Ni-Ti-Ta 多組分富鈷合金在環境溫度和高溫下均表現出出色的屈服強度，在 25°C 時達到 1023 ± 27 MPa，在 700°C 時達到 897 ± 53 MPa，這些發現不僅為L12強化合金的合金設計與變形行為提供了基本的理解，而且還向人們展示了基于多組分富鈷合金系統開發下一代高溫結構材料的巨大潛力。

2006年，Co-Al-W三元合金中L12型 γ′-Co3（Al，W）有序沉淀相的發現為在富鈷合金體系中開發下一代高溫結構材料提供了新的機遇。為了獲得更優的沉淀強化效果，這要求沉淀增強相在工作溫度下保持足夠優越的熱力學穩定性。然而，據報道，L12-Co3（Al，W）相在高溫下是亞穩的，在900°C下長期服役后分解為脆性的B2相和D019-Co3W相。此外，大多數添加到三元Co-Al-W合金中的四元合金也傾向于誘導脆性沉淀相的形成。在拉伸變形過程中，這些有害的脆性相可能會導致嚴重的脆化和災難性的脆性斷裂。此外，這種脆性相的形成也會耗盡基體中的耐火元素，大大降低固溶強化的有效性。L12沉淀相的粗化速度也會因耐火元素的消耗而大大加快。

如何有效提高L12相的相穩定性成為了開發高承溫能力、使用壽命長的高溫結構材料。值得注意的是，除了相穩定性外，在評估其工程應用潛力時還應充分考慮材料的質量密度。為了穩定Co-Al-W基合金中的L12相，人們通常需要添加大量的高密度的鎢元素，導致這類合金的質量密度通常過高（例如，Co-9Al-9.8W合金的密度高達9.82 g/ cm3，將嚴重降低能量損耗和轉換效率。因此，開發高熱穩定、密度較低的無鎢Co基高溫合金最近受到了學術界的極大關注。

在本研究中，作者著重于在充分保障Co基合金系統內FCC- L12雙相結構穩定性的前提下設計了新型高性能的Co-Al-Nb基高溫合金，顯示出了優越的高溫熱穩定性、強韌性和較低的質量密度；并系統研究了其合金化元素對微觀組織演化、相穩定性和機械性能的影響。這些發現不僅為L12強化合金的合金設計與變形行為提供了基本的理解，而且還向人們展示了基于多組分富鈷合金系統開發下一代高溫結構材料的巨大潛力。相關研究成果以 “L12-strengthened multicomponent Co-Al-Nb-based alloys with high strength and matrix-confined stacking-fault-mediated plasticity”為標題發表在Acta Materialia期刊。論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.actamat.2022.117763。該論文第一作者為香港城市大學材料科學與工程系曹博軒博士(B.X. Cao), 通訊作者為香港城市大學材料科學與工程系的楊濤教授（T. Yang），主要合作者包括來自廈門大學的W.W. Xu教授，深圳大學的C.Y. Yu教授等，香港城市大學的劉錦川院士 (C.T. Liu) 為該論文的共同通訊作者。該研究工作受到了來自國家自然科學基金委（Grant 52101151）和廣東省科技部 (Grant 2020A1515110647) 以及香港研資局（CityU Grant: 11213319, 11202718, 21205621, 9610498）等多方面的支持。

圖文摘要：

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