高熵合金，又名多元素合金（MPEA），是一种在高温和腐蚀性等极端环境下仍能保持优异抗氧化和机械性能的新型合金，具有广阔的应用前景，尤其在航空航天和能源领域，因此受到冶金界的广泛关注。其中，Cantor合金及其衍生物是MPEA中最有研究价值的一类合金。

研究表明，在Cantor合金及其衍生物中，NiCoCr具有最高的室温强度和优异的延展性。通过在高熵合金NiCoCrFeMn中掺杂30ppm的硼，或者在MPEA中添加碳，或者在NiCoCr中添加三个原子百分比（at.%）的W，都可以显著提高合金的强度和延展性，原因是这些元素可以产生更精细的晶粒结构。此外，研究还发现氧化物分散强化（ODS）MPEA具有更好的高温性能（如强度和蠕变）和辐照特性。近年来，人们开始利用激光粉末床熔融技术（L-PBF）制造ODS合金，这种技术可以通过机械合金化、原位合金化或化学反应，将氧化物颗粒引入并分散到增材制造的基质中。

美国宇航局格伦研究中心的Timothy M. Smith等人采用模型驱动的合金设计方法和激光快速制造技术，成功开发出一种新型ODS镍钴基合金GRX-810。这种合金能够将纳米级氧化钇颗粒均匀分散在整个微观结构中。与传统多晶锻造镍基合金相比，GRX-810在1093℃下的强度提高了2倍，蠕变性能提高了1000倍，抗氧化性提高了2倍。这项研究证明了分散强化和增材制造工艺对于加速发现具有革命性的新材料具有重要意义。该研究成果以“A 3D printable alloy designed for extreme environments”为题发表在顶刊《Nature》上。

图1.GRX-810和NiCoC相图。

 图2.GRX-810微结构的高分辨率表征。

图3.NiCoCr基合金机械性能试验。

图4.与当前SOA AM高温合金对比，GRX-810蠕变断裂寿命。