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采用搅拌摩擦加工（FSP）对铸态Fe40Mn20Co20Cr15Si5高熵合金（CS-HEA）进行了微观结构改性,研究了晶粒尺寸和组元相比例对CS-HEA疲劳行为的影响。结果表明, FSP后的CS-HEA晶粒尺寸由128μm细化到4.2μm, FCC相比例由60%增加到75%。细化的晶粒和高比例的FCC相不仅提高了拉伸性能,并且将CS-HEA的疲劳极限由260MPa提高到520MPa。疲劳极限提高的原因包括裂纹萌生的延缓和裂纹扩展速率的降低。FSP消除了铸造缺陷并细化了晶粒尺寸,晶粒的细化延缓了裂纹萌生。在裂纹扩展阶段,较高比例的TRIP效应和分散的裂纹分支有效降低了FSP试样的裂纹扩展速率。