大粗晶状态的中熵合金屈服强度较低，这限制了它们在室温和低温下的结构应用。众所周知，金属和合金可以通过晶粒细化、冷轧或析出相来提高的屈服强度。然而，由均匀晶粒结构调整出具有非共格界面的大析出相引起的强度提升不可避免地伴随着拉伸塑性的牺牲。这种强度-塑性的困境可以通过构建非均匀的晶粒结构和相干纳米沉淀物来避免。通过形成这些共格纳米沉淀物，除了最大限度地减少塑性应变不协调和防止应力集中外，还可以通过Orowan硬化以在中熵合金中获得更好的拉伸性能。此外，这种双重非均质结构通过应变梯度和几何必要位错(GNDs)在界面引起额外的应变硬化。应力/应变分配和异质变形诱导(HDI)硬化在这种复合异质结构的拉伸变形过程中也发挥重要作用，以实现强度和塑性的协同。

　　中国科学院力学研究所魏宇杰研究员团队袁福平研究员研究并比较了基于CoCrNi基质的中熵合金在室温和低温环境下的拉伸性能和相应的变形机制，并进行了对比分析(图17)。发现复合异质结构是由多级晶粒和相干L12纳米沉淀相组成。与室温相比，在低温温度下均质结构以及复合异质结构都同时表现出的更优异屈服强度和均匀伸长率，这可以归因于较高的异质变形诱导的硬化率和较高的几何必需位错。对于均质结构而言，沿两个滑移系的纳米间距层错(间距较小，密度较高)应是维持应变硬化的关键因素，从而获得较好的低温拉伸塑性。观察到L12纳米沉淀物对其周围位错的滑移和堆积非常有效。对于复合异质结构，低温拉伸变形后缺陷与L12纳米沉淀物之间的相互作用更强，导致L12纳米沉淀物破碎细化，获得比室温更好的拉伸性能。

　　以上研究结果发表于《J. Mater. Res. Technol.》中科院力学所2019级博士研究生张子晗为该论文第一作者。论文链接：

　　https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2238785422002484 

图17: 以上图片分别为复合异质结构的微结构状态、复合异构的室温以及低温拉伸性能、变形后的微结构分析。