《表1 Al0.1CoCrFeNi合金在不同环境中拉伸时的力学性能》

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《环境对高熵合金Al_(0.1)CoCrFeNi力学性能的影响》

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图3为Al0.1CoCrFeNi合金试样分别在真空、空气和氢气（0.100 MPa）环境中拉伸时的应力-应变曲线.由图3可知，试样在不同环境中的力学性能存在明显差异，环境对合金延伸率的影响尤为显著，3种环境中试样的延伸率依次为δH（氢气）>δa空气>δv（真空）表1为Al0.1CoCrFeNi合金在不同环境中拉伸时的力学性能数据.从表1可知:相对于在真空中拉伸，Al0.1CoCrFeNi合金试样在空气中拉伸时的延伸率提高了2.19%，抗拉强度下降了10.82%；而试样在0.100 MPa的氢气中拉伸时的延伸率提高了14.48%，抗拉强度仅下降了3.07%.由此可知，在空气和氢气环境中拉伸时，环境效应使Al0.1CoCrFeNi合金的延伸率升高，而抗拉强度有所降低，且氢气环境对Al0.1CoCrFeNi合金延伸率的提升作用更大，但对合金抗拉强度的降低作用却较小.分析空气和氢气环境中所含有的气体分子可以发现在空气和氢气环境中存在的唯一共同元素是氢原子，尽管空气中的氢气含量很低（质量分数ωH<1×10-6），但空气中含有一定量的水蒸气.因此，根据金属间化合物发生环境氢脆的机理[5-8]可知，Al0.1CoCrFeNi合金在空气中拉伸时，合金中的Al原子也可能与空气中的水汽发生表面反应，在生成Al2O3的同时产生氢原子.氢原子在应力作用下通过扩散或位错携带进入合金，从而对合金的延伸率产生影响.但是由于Al0.1CoCrFeNi合金中的Al原子含量很少（原子数分数为2.4%），所以通过表面反应可能产生的氢原子数量也很少，故对合金在空气中拉伸时的力学性能的作用有限.而当Al0.1CoCrFeNi合金在0.100 MPa氢气环境中拉伸时，合金中的过渡族元素（Ni，Fe和Co）原子均可能对环境中的氢气分子进行催化裂解，使得氢气分子裂解为氢原子.在拉伸过程中氢原子可通过扩散或位错携带进入合金，从而对合金的力学性能产生较大的影响.