《表4 合金中FCC、BCC与HCP相的原子参数》

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《Ti掺杂对CoCrCuFeMn高熵合金组织结构和耐磨性的影响》

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此外，由图1可知，CoCrCuFeMn合金由两种面心立方相构成，关于其物相形成和稳定性的机理已有文献报道[2，11]。Ti掺杂合金引起了物相结构由FCC1和FCC2相向BCC和HCP相的转变。这是因为金属原料熔化后，合金熔体是由大量具有能量起伏、结构起伏和浓度起伏的短程有序原子团簇构成，这些原子团簇周围分布着高位错密度和空穴密度的区域以及杂乱无序的原子，时聚时散且其尺寸处于不断变化之中。当合金熔体开始降温凝固时，首先是高熔点的Cr（1 857℃）依附于合金熔体中的杂质颗粒衬底进行非均质形核；当温度降低到满足Ti（1 660℃）析出所需的过冷度时，开始依附于先析出相或固相衬底形核和长大；熔点相对较低的Fe（1 535℃）、Co（1 495℃）和Mn（1 244℃）随后依附于先析出的固相颗粒形核。图2是两种合金中FCC、BCC与HCP相的晶体结构，这三种相结构的原子参数见表4。在Co析出之前，由于Cr、Ti（882.5℃以上为稳定的BCC结构β-Ti）、Fe（1 394℃以上为BCC结构）和Mn在高温下均具有BCC结构。从图2和表4可知，归属于I-43m空间群的BCC结构中有四种点阵格位：B1的-43m格位、B2的.3m格位、B3的..m格位和B4的..m格位，同时由于合金固溶体的BCC结构具有较大的点阵常数（0.900 5 nm）和Cr、Ti、Fe、Co、Mn之间具有较低的混合焓（表3），有利于不同半径原子间的协同扩散和占据不同格位，形成具有较强结合力与较低错配度的固溶体，从而导致BCC相（8.17 g/cm3）具有较高的密度和较完整的晶体结构，BCC相衍射峰强度较高。随着凝固的进行和温度的降低，Ti（当温度低于882.5℃时将发生同素异构转变形成低温稳定的HCP结构）和Fe（在1 394℃由高温稳定的BCC开始转变成FCC结构。当温度达到912℃时再由FCC向BCC结构转变）开始发生结构转变，且FCC结构的Co和Cu开始依附于先析出的BCC相进行形核。从图1中可知CoCrCuFeMnTi合金由BCC主相和HCP相构成，即在BCC主相颗粒表面形核并逐渐开始生成HCP相。BCC→HCP相变将使原来BCC结构中的[110]方向成为HCP结构中的[001]方向，并且由关系d（002）HCP=d（110）BCC确定有；BCC结构中（110）晶面内的[001]和方向在该晶面沿方向发生滑移的同时分别调整为HCP结构的[100]和[110]方向；BCC结构中的（110）晶面内的[001]和方向的原子间距在该晶面沿发生滑移的同时调整为HCP结构的aHCP，即前者压缩aHCP