材料领域权威期刊《J. Alloys Compd.》纳米析出中熵不锈钢打破传统合金强塑性与腐蚀性不匹配研究的新进展

传统的300系列奥氏体不锈钢(SS)因其优异的耐腐蚀性，在各种腐蚀环境中被广泛用作结构材料。然而，在传统不锈钢的强度、延展性和耐腐蚀性之间实现最佳平衡仍然是一个巨大的挑战。在材料科学领域，“强度高则韧性差、耐腐强则强度弱”似乎是难以突破的魔咒。

近日，我院检测中心张志明研究员与燕山大学相关团队彻底打破了这一困境 —— 他们成功开发出一种含纳米析出相的新型中熵不锈钢，不仅实现了高强度、高延展性与优异耐腐蚀性的 “三优合一”，还摒弃了昂贵的钴元素，为工业材料升级提供了全新方案。相关成果以“Corrosion-resistant FeCrNiTiAl medium-entropy stainless steel strengthened by nanoprecipitates”为题发表在《J. Alloys Compd.》上。

研究结果表明与不含L1₂ NPs的FeCrNi合金相比，MESS表现出优异的耐腐蚀性，包括更高的E_corr和更低的i_corr。交流阻抗谱分析表明，与FeCrNi相比，MESS具有更大的电容弧径、更大的相角和更高的|Z|值，这些都表明MESS具有更高的电化学稳定性和耐腐蚀性。FeCrNi上的钝化膜表现出较高的N_D值，表明其结构更加无序，有大量的缺陷，这导致了低的耐蚀性。相比之下，MESS合金具有较低的N_D值，导致钝化膜更致密、更无缺陷，提供更强大和更耐用的腐蚀保护。

图1：FeCrNi和MESS合金在3.5wt% NaCl溶液中的动电位极化曲线

图2：FeCrNi和MESS合金在3.5wt% NaCl溶液中的阻抗: (a)Nyquist, (b)Bode

图3：FeCrNi钝化膜的XPS图

图4：MESS钝化膜的XPS图

图5：(a)FeCrNi和MESS在3.5wt% NaCl溶液中的Mott-Schottky曲线；(b)钝化膜的施主密度

防腐院检测中心，原位透射电子显微镜Talos F200X

防腐院检测中心，电化学工作站INTERFACE-1010E