高熵合金是一种新型的多主元合金,它具有高构型熵及优异的综合性能并逐渐成为金属材料研究的热点。目前,高熵合金的力学性能及其变形机制的研究还处于初级阶段。以往文献针对合金元素和热处理工艺对高熵合金的组织和力学性能的影响进行了较为系统的研究。然而,高熵合金中相稳定性及其对相间载荷配分影响尚不清晰。基于高熵合金固有的特殊的原子结构,影响力学性能的因素可归纳为两类:(1)在晶胞中不同尺寸的元素导致大的晶格畸变从而提高固溶强化效应;(2)合金中呈现短程序(SRO)结构分布(即亚点阵不同的元素占位),降低了合金中相或孪晶的稳定性,从而提高合金塑性。事实上,由于合金中原子占位的不确定性,高熵合金往往具有比传统合金更大的本征晶格应变。短程序结构阐明了固溶体无序合金中原子的化学占位和合金强度之间的相关性,这种对合金强度的增强起源于溶质与溶剂间的相互作用。然而,目前依然缺少在多主元合金中量化峰宽及其相关特殊相变行为的研究。基于此,本论文围绕CoCrNi系高熵合金,应用原位中子以及同步辐射衍射技术开展了以下研究:(1)本文使用真空电弧熔炼法制备了 CoCrNi中熵合金,研究了 30 ppm～1600ppm(wt.%)硼元素的添加对该合金的组织性能的影响。研究表明,随着硼(B)元素的加入,经过形变和再结晶后合金的晶粒尺寸得到明显细化,同时合金中未再结晶的区域面积发生变化,富Cr的析出相在晶界处的偏析。合金单轴拉伸性能变化显著。CoCrNi-800合金的屈服强度和抗拉强度分别达到990MPa和1178 MPa,合金断裂延伸率为26%。CoCrNi-1600合金的屈服强度为1456 MPa,抗拉强度为1481 MPa,合金断裂延伸率为11%。原位同步辐射实验结果表明,CoCrNi-800合金中,{200}晶面的衍射峰沿垂直于加载的方向(TD)随着应变的增加出现不对称,并在变形后移向较高的2θ值。(2)本文使用真空感应熔炼制备含有fcc和bcc双相的Co19Cr21Ni19Fe22Mn12Al7(at.%)高熵合金。使用时间-飞行中子衍射技术对其在298 K及77 K下的单轴拉伸力学行为进行原位研究。研究表明:室温下Co19Cr21Ni19Fe22Mn12A17(at.%)高熵合金的屈服强度和抗拉强度分别为600 MPa和1187 MPa,延伸率为19.9%。77 K下,合金的屈服强度和抗拉强度分别为750 MPa和1415 MPa,延伸率为14.6%。在298 K和77 K原位拉伸变形的原位中子衍射中,合金中{200}bcc晶面出现巨大的弹性应变,其晶格应变值分别为7.2%和6.0%。如此大的晶格应变起源于一种新型的应力诱发受限马氏体相变。进一步TEM结果发现,无序bcc相随机分布在有序的B2基体中并与其保持共格,该共格关系在100超点阵晶格应变中得到充分体现。(3)本文通过同步辐射高能X射线衍射技术研究了双相CoCrNiFeMnAl0.5高熵合金冷轧态900℃至1100℃退火后织构的演化。研究表明,在fcc相中主要织构组分为{110}<100>,bcc相中主要织构组分为{112}<110>,{111}<112>。在fcc相中,{1-1-1}//RD织构随着退火温度的升高逐渐减弱,{100}//RD织构随着退火温度的升高逐渐增强。在bcc相中,变形织构表现为{110}//RD和<111>//ND的特征织构。在合金中两相的取向关系为{110}bcc//{111}fcc和<111>bcc//<110>fcc。值得注意的是,由于残余应力的影响,{200}和{211}的晶面衍射峰在bcc相中表现出明显非对称性,但这种非对称性随热处理后残余应力的降低而消失。极图沿着垂直方向表现出前后不对称,这与轧制过程中多道次轧制所产生的大剪切形变有关。综上,本文主要采用中子衍射和原位同步辐射技术分析了 CoCrNi系中熵合金和高熵合金中在变形中晶格应变与微观力学的关系,确定了相的稳定性及各相在变形中的应力配分,并系统研究了双相CoCrNiFeMnAl0.5高熵合金的织构,为深入理解高熵合金变形机制、强韧化及织构的研究提供理论基础和实验依据。