研究結(jié)果表明，經(jīng)LSP處理后，CrFeCoNiMn_0.75Cu_0.25 HEA樣品屈服強(qiáng)度顯著提升的同時(shí)依然保持優(yōu)越的塑性。特別地，經(jīng)過四次LSP的HEA試樣的屈服強(qiáng)度約為鑄態(tài)合金的2倍，這歸因于其表面形成的由亞晶粒、致密位錯(cuò)和納米孿晶組成的梯度結(jié)構(gòu)。原位DIC測(cè)試結(jié)果表明，4次強(qiáng)化后梯度結(jié)構(gòu)高熵合金表層產(chǎn)生了致密剪切帶，而未出現(xiàn)應(yīng)變集中。剪切帶為細(xì)晶區(qū)局域應(yīng)變的主要載體，隨著外加載荷的增加其局域應(yīng)變的強(qiáng)度增加，而芯部粗晶則抑制了剪切帶的擴(kuò)展(剪切帶寬度并未隨外加載荷而增加)，為合金提供了良好的塑性變形能力。梯度結(jié)構(gòu)高熵合金的應(yīng)變非局域化延緩了細(xì)晶結(jié)構(gòu)的過早失效，使其塑性更為優(yōu)異。

圖1. (a) 鑄態(tài)和激光沖擊強(qiáng)化后HEAs的工程應(yīng)力-應(yīng)變曲線及(b)應(yīng)變硬化速率曲線

圖2. (a) 4次LSP處理后的CrMnFeCoNiMn_0.75Cu_0.25 HEA截面(YOZ面)的EBSD圖譜；(b、c、d) 不同區(qū)域內(nèi)的晶粒尺寸統(tǒng)計(jì)圖以及 (e、f、g) 取向差角統(tǒng)計(jì)圖

圖3.不同拉伸應(yīng)變下(a)鑄態(tài)、(b) 1-LSP和(c) 4-LSP處理的HEA試樣表面ε_x, ε_y方向的局部應(yīng)變分布圖譜

圖4. 4次LSP后的高熵合金試樣在不同拉伸應(yīng)變后不同深度層下的微觀組織結(jié)構(gòu) (a)、(c) 應(yīng)變達(dá)~ 2%和(b)、(d)應(yīng)變達(dá)~15%

圖5.1-LSP和4-LSP處理后HEA的背應(yīng)力:(a) 1-LSP和4-LSP處理后HEA的循環(huán)加載-卸載的真應(yīng)力-應(yīng)變曲線；(b) 4-LSP處理后HEA循環(huán)加載曲線中放大后的遲滯回線，圖中σ_u0

定義為初始卸載應(yīng)力、σ_u為卸載屈服、σ_r為加載屈服、σ_b為背應(yīng)力、σ_f為摩擦應(yīng)力、Eu為有效卸載時(shí)的楊氏模量、Er為有效加載時(shí)的楊氏模量。(c)不同真應(yīng)變下1-LSP和4-LSP處理后HEAs的背應(yīng)力

  此外，在塑性變形階段，合金硬化層中的細(xì)晶在失穩(wěn)前產(chǎn)生了側(cè)向局部應(yīng)力分量。多向的局部應(yīng)力狀態(tài)激活了合金內(nèi)部更多的滑移系統(tǒng)，提高了梯度結(jié)構(gòu)HEAs的力學(xué)性能。透射電鏡觀察及循環(huán)加載結(jié)果表明，梯度結(jié)構(gòu)在變形過程中高的背應(yīng)力強(qiáng)化使得該結(jié)構(gòu)的高熵合金材料具有優(yōu)異的應(yīng)變硬化能力和強(qiáng)塑性結(jié)合。