研究发现通过触发元素晶界异常偏析能够克服合金的氢脆行为

近日，香港城市大学材料科学与工程系杨涛教授团队在最新研究成果中成功地揭示了FeCrCoNi高熵合金中抑制其氢脆（HE）行为的关键因素。研究发现，通过控制Fe元素添加可以非常有效地触发Cr元素在晶界（GBs）的局部偏析，从而可以有效消除Fex(CrCoNi)1-x面心立方（fcc）高熵合金（HEA）中长期存在的氢脆问题。

研究结果表明，将Fe原子分数从2.5%增加到25%使HE阻力大幅提高，即延性损失从70%降至6%。同时，断裂模式由沿晶断裂转变为穿晶断裂。多尺度显微结构分析表明，Fe2.5Cr32.5Co32.5Ni32.5和Fe25Cr25Co25Ni25合金在相结构、晶粒尺寸和晶界（GB）特征方面的差异可以忽略不计。

该研究揭示了当前FeCrCoNi型HEA中HE抗性大幅提高的根源，为未来开发新型高性能结构合金提供了新的见解，该合金对氢致损伤具有非凡的免疫力。相关成果以Defeating hydrogeninduced grain-boundary embrittlement via triggering unusual interfacial segregation in FeCrCoNitype high-entropy alloys为题发表在Acta Materialia上。

该研究受到了香港研究资助局(NSFC)、国家自然科学基金（NSFC）、广东省科技厅等项目的支持。