文章介绍：

具有优异力学性能的金属合金对于在极端条件（如高应力和高温）下运行的先进结构应用至关重要。近几十年来，多主元合金（MPEAs）因其成分复杂性及相关微观结构特征所带来的卓越力学性能而引起了广泛关注。其中，面心立方（FCC）多主元合金因其出色的延展性和断裂韧性而尤为突出。然而，它们相对较低的强度，尤其是在高温下的强度，限制了其在苛刻结构环境中的适用性。

相比之下，包含密排六方（HCP）相（最常见的是C14 Laves相）的多主元合金因其高熔点、优异的高温强度和出色的抗蠕变性能，已成为高温结构应用的有力候选材料。然而，HCP结构固有的有限滑移系常导致显著的脆性，严重制约了其实际应用。因此，在HCP基多主元合金中实现强度与延展性的良好平衡仍然是一个核心挑战。

缓解这一局限性的可行策略是在硬质的HCP基体中引入韧性的FCC相，形成双相微观结构。FCC相具有更高的对称性和多个滑移系，能够通过位错分解和交滑移等机制有效协调塑性变形。此外，组成相之间的力学不相容性会诱发异质变形和复杂的应变分配，从而增强位错存储和应变硬化能力。通过精细的相调控，HCP基多主元合金因此能够在不显著牺牲强度的情况下获得更好的延展性。

除相工程外，将弥散分布的析出相引入基体是优化力学性能的另一条途径。纳米级析出相充当位错运动的强障碍，导致显著的析出强化。同时，这些析出相可以作为在高应力水平下激活的应力集中点和位错源，从而促进更均匀的塑性变形并延迟应变局域化。因此，多相架构与均匀分布的纳米析出相之间的协同作用，使得开发兼具高强度与足够塑性的层级微观结构成为可能。

尽管取得了这些进展，但对于具有层级微观结构的HCP基多主元合金的变形机制，特别是在位错活动、相特定变形行为以及小尺度下析出相与位错的相互作用方面，仍缺乏足够深入的理解。对这些过程的机理认识对于合理设计下一代高性能多主元合金至关重要。

在本工作中，我们研究了一种CrFeNiNb多主元合金，其具有由初生HCP Laves相、次生FCC相以及高密度均匀分布的纳米析出相组成的层级微观结构。利用微柱压缩对微观尺度变形行为进行了系统研究，揭示了约4 GPa的超高压缩屈服强度。采用详细的透射电子显微镜分析阐明了其背后的变形机制。结果表明，塑性变形受控于HCP基体内强烈的位错累积以及弥散纳米析出相对位错运动的强阻碍作用。本研究为具有层级微观结构的HCP基多主元合金的变形机制提供了新的见解，并为超高强度结构合金的设计提供了指导。

中文摘要：

随着先进结构应用中对具有优异力学性能的金属材料的需求不断增长，具有层级微观结构的多主元合金（MPEAs）引起了越来越多的关注。然而，以密排六方（HCP）相为主的多主元合金的变形机制仍缺乏深入理解，这阻碍了此类合金的理性设计。在此，我们报道了一种CrFeNiNb多主元合金，其具有由HCP基体、面心立方（FCC）相、（Nb,Cr）富集氧化物以及高密度均匀分布的纳米析出相组成的层级微观结构。这种层级架构赋予了该合金约4.0 GPa的超高微观尺度屈服强度。详细的微观结构和变形分析表明，塑性变形受控于HCP基体内强烈的位错累积，同时伴随着弥散纳米析出相对位错运动的显著阻碍作用。这些发现为HCP基多主元合金的变形行为提供了机理性的见解，并为设计具有多相层级微观结构的高性能合金提供了指导。