Дислокационные механизмы и трехмерные двойниковые архитектуры обеспечивают исключительное сочетание прочности, пластичности и трещиностойкости в среднеэнтропийном сплаве CrCoNi

Сочетание высокой прочности и пластичности трудно достижимо в металлах. Исключение составляют материалы, демонстрирующие пластичность, индуцированную двойникованием. Чтобы понять, каким образом можно преодолеть компромисс между прочностью и пластичностью, мы применили in situ аберрационно-корректированную сканирующую просвечивающую электронную микроскопию для исследования механизмов деформации в среднеэнтропийном сплаве CrCoNi, который демонстрирует одно из наиболее высоких зарегистрированных сочетаний прочности, пластичности и трещиностойкости. Моделирование ab initio показывает, что при 0 K он обладает отрицательной энергией дефекта упаковки и высокой склонностью к двойникованию. При деформации формируется трехмерная (3D) иерархическая сеть двойников в результате активации трех систем двойникования. Она выполняет двойную функцию: обеспечивает обычное упрочнение границами двойников (TB) за счет блокирования дислокаций, достигающих границ двойников, а также формирует трехмерную сеть двойников, предоставляющую пути для скольжения дислокаций вдоль пересекающихся границ раздела «граница двойника–матрица» и для поперечного скольжения между ними. Стабильная двойниковая архитектура не нарушается межфазным скольжением дислокаций и тем самым служит непрерывным источником прочности, пластичности и трещиностойкости.