近年来,高熵合金 (HEA) 引起了材料界的极大兴趣,主要是因为某些成员表现出了令人着迷的特性,并且它们代表了合金设计的新方法。在这个多组分合金系统系列中,近等原子五组分“Cantor”合金 CrCoMnFeNi 尤其引人注目,因为这种合金表现出了卓越的机械性能,而且只有在温度降低到低温状态时,这种性能才会增强。尽管人们对这种合金系统很感兴趣,但迄今为止很少有人研究过这种合金或其成分变体的循环疲劳载荷行为。在这里,我研究了 Cantor 合金的耐损伤疲劳行为以及温度和载荷比对改变这种行为的影响,以及可能导致观察到的变化的潜在机制。这些测试条件涵盖三个温度范围:293 K、198 K 和 77 K;此外,还调查了在每个温度范围内增加载荷比 R 的影响。在巴黎区阈值和线性部分进行的疲劳测试表明,Cantor 合金的疲劳行为具有温度依赖性;随着温度降低到低温区,疲劳曲线向更高的 ΔK 方向移动,表明在较低温度下对疲劳裂纹扩展的抵抗力更高。此外,观察到更高的负载比对这种抵抗力产生负面影响,导致随着 R 比的增加,ΔK 向更低的方向移动。测试后,进行了一系列机械研究,以调查这种观察到的变化的根本原因。裂纹闭合测量、裂纹路径形态和断口分析提供了强有力的证据,表明粗糙度引起的裂纹闭合是主要作用机制。
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