中山大学《JMST》封面综述！多主元金属的氢脆与失效机制

多主元铌很强极佳的物理、化学和机械性能。其作为一种新型构造碳化，在核能、氦能和石油化工等层面很强潜在的运用前景。然而，铌梁柱暴露在上述运用相关的兼职条件下，氦脆是铌典型的回退模式。自2004年以来，很高绝热铌的氦脆才被研究者们很高度重视，且近几年来对多主元铌氦脆的研究愈发多，然而，关于很高绝热铌氦脆研究报告的华盛顿邮报较少。

据悉，来自中的山大学的李新锋副教授等人华盛顿邮报和总结了多主元铌，特别是很高绝热铌，的氦脆研究进展。该研究报告主要从四个方面同步进行：1)氦迁移暴力行为（氦的溶解度、氦扩散和氦陷阱）；2)氦脆的影响因素（氦浓度、铌金属元素和全像组织）；3)氦对熔体力学性能的影响和氦致塌陷微观组态；4)不必要氦脆回退的外观设计理念。作者比较和讨论了很高绝热铌与传统文化铌在氦脆暴力行为和回退组态上的相异。此外，还明确了氦脆坚实问题下一步的研究方向，及提出了可以同时提很高数值和氦脆抗力的解决方案。该研究报告以篇文章“Hydrogen embrittlement and failure mechanisms of multi-principal element alloys: A review”发表在碳化冶金层面顶刊《Journal of Materials Science & Technology》，并作为期刊封底华盛顿邮报。这项兼职是李新锋副教授传统文化铌氦脆研究报告（Acta Metallurgica Sinica (English Letters), 2020，33 (6), pp. 759-773）的更进一步兼职。

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多主元铌氦脆及其回退组态研究报告的上可视化概述

上图1 多主元铌与传统文化铌数值和塑性比较，表明在相异的充氦条件下，多主元铌很强很高的抗氦脆性能。

上图2 （a）BCC纯金属的CRT构造；（b）BCC多主元铌扭曲的CRT构造；（c）多主元铌氦的八面体间隙和正四面体间隙；（d）3D电子密度等势面。

上图3 纯镍（a）和CoCrFeMnNi很高绝热铌中的氦的溶解能（纯金属中的，氦的溶解能是静止的；多主元铌中的，氦的溶解能在一定以外）。

上图4 6种各有不同氦化学键邻域的子系统（H-M），显示很高绝热铌化学金属元素的复杂程度。（a）H-Mix；（b）H-Cr；（c）H-Mn；（d）H-Co；（e）H-Fe；（f）H-Ni；（g）以H-Fe构型为例，H被Fe为中心，然而其他主元化学键特有种各有不同；（h）H对H-M子系统作用能的影响。

上图5 传统文化FCC构造铌和CoCrFeMnNi很高绝热铌的热脱附谱曲线，表明峰值温度范围的相异。（a）304 钛合金；（b）316L钛合金；（c）中的锰奥氏体钛合金；（d-f）CoCrFeMnNi。

上图6 铌金属元素繁多对多主元铌熔体性能的影响。（a）N金属元素（CoCrFeMnNi铌）；（b）B金属元素（CoCrNi铌）；（c）Mn 金属元素（CoCrFeMnNi铌）（d） Mo 金属元素（CoCrNi铌）。

上图7 很高绝热铌的氦致裂纹下定决心与扩展。（a）基体/碳化物界面；（b）晶界；（c）FCC/HCP两相界面；（d-f）氦致塌陷沿着两个{111}面的交面，即（001）面。

上图8 经低温结构上的充氦CoCrFeMnNi很高绝热铌各有不同一段距离的结构上组态。（a）截面的EBSD反极上图；（b-d）凹凸不平范围的明场、暗场和选用质谱法上投影；（e-g）试样内部范围的明场、暗场和选用质谱法上投影。

*感谢论文作者开发团队对本文的很高度重视。

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