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高熵合金由5种或5种以上的主要元素构成,每种元素等(近)原子比混合,由于高混合熵的作用,合金一般形成简单固溶体结构且性能优异。本文制备了Al0.3CrFe1.5MnNix(x=0.25,0.5,0.75,1.0)系列高熵合金,采用 XRD、OM、SEM、EDS 以及压缩试验等研究了其铸态和热处理态的组成相、显微组织和性能,研究结果表明:(1)铸态时,Al0.3CrFe1.5MnNio.25、Al0.3CrFei.5MnNi0.5 合金为 BCC 结构,Al0.3CrFe1.5MnNi0.75、Al0.3CrFe1.5MnNi1.o合金为BCC+FCC结构,显微组织均为树枝晶组织,且随着Ni含量的增加,枝晶组织越来越细;对于Al0.3CrFe1.5MnNio.25、Al0.3CrFe1.5MnNi0.5单相合金,枝晶间富集了 Cr元素,枝晶间富集Ni元素;对于Al0.3CrFe1.5MnNi0.75、Al0.3CrFe1.5MnNi1.0双相合金,枝晶为富集Fe、Cr元素的BCC结构,枝晶间为富集Ni元素的FCC结构。该体系高熵合金的相形成规律与多数高熵合金的相形成规律不完全吻合,分析表明,其相结构不完全由价电子浓度VEC决定,还受到原子尺寸差、混合熵、凝固过程等多种因素的影响。铸态条件下,随着Ni含量的增加,合金的硬度和屈服强度先增大后减小。其中,Al0.3CrFe1.5MnNi0.5合金的硬度、屈服强度最大,分别为389.7HV,1361MPa;Al0.3CrFe1.5MnNi1.o合金的塑性最佳,压缩应变高达65%,屈服强度为720MPa。(2)不同温度时效处理 5h 后,Al0.3CrFe1.5MnNix(x=0.25,0.5,0.75,1.0)高熵合金在800℃及以下温度均有Cr5Fe6Mn8相析出,随着温度的升高,合金中枝晶组织偏析程度降低,成分逐渐均匀化。其中Al0.3CrFe1.5MnNi0.25合金,在900℃时,枝晶组织消失,其成分己基本均匀化,析出相Cr5Fe6Mn8重新溶入基体中,Al0.96Ni1.04新相在基体上析出;其余三种合金在900℃时效处理后成分未完全均匀化,显微组织保留树枝晶组织特征,合金中仍有CrsFe6Mn8相存在,未发现Al0.96Ni1.04新相的生成。随着温度的升高,Al0.3CrFe1.5MnNi1.o合金中Cr5Fe6Mn8析出相的尺寸逐渐增大,在700℃时,析出相的大小约为150～300nm;900℃时,析出相的尺寸约为250～400nm。(3)Al0.3CrFe1.5MnNix(x=0.25,0.5,0.75,1.0)高熵合金在热处理后具有明显的时效硬化现象。以硬度为例,Al0.3CrFe1.5MnNi0.5合金在600℃保温5h后,硬度最大为930.0HV,比铸态时增加了 112%。Al0.3CrFe1.5MnNi0.75合金在600℃保温5h后的硬度为853.6HV,保持在一个较高的水平;以强度为例,Al0.3CrFe1.5MnNio.25和Al0.3CrFe1.5MnNi1.o合金在700℃保温5h后的断裂强度达到最大,分别为2070MPa,206lMPa。该系列合金具有优异的耐高温软化能力,Al0.3CrFe1.5MnNi1.o合金在900℃保温5h仍有较高的强度,其屈服强度为1246MPa,断裂强度为1783MPa,断裂应变为15.4%。(4)Al0.3CrFe1.5MnNi0.25合金与Al0.3CrFe1.5MnNi1.0合金在700℃下保温不同时间发现,两种合金具有较好的综合性能。其中,Al0.3CrFe1.5MnNi0.25合金在700℃保温24h后,硬度达到峰值为881.6HV;Al0.3CrFe1.5MnNi1.0合金在700℃保温10h后,硬度达到峰值为630.5HV;在700℃保温10h后,两种合金断裂强度最大分别为2275MPa、2180MPa。