导读：近年来发展起来的含多种主金属元素的高熵合金扩展了固溶体的力学性能。本文通过用类金属取代组成金属，类金属具有化学相互作用和与宿主金属元素截然不同的原子尺寸，因此可以调控强度/延展性。具体来说，金属取代增加了局域晶格畸变和近程化学不均匀性，从而提高了强度，同时降低了层错能量，阻碍了动态恢复，并通过部分位错活动促进了缺陷的积累。这将有效的位错储存来提高应变硬化能力，对维持较大的拉伸伸长率至关重要。该方法回避了通常的预期强度-延性的权衡，使这些单相固溶体具有高抗拉强度和非凡延展性的协同作用。金属是承重应用中必不可少的基础材料，强度和延展性是其基本特性。多年来，为了达到更好的强度和延展性，已经发展了许多冶金方法。然而，传统的金属强化方案，如冷加工、晶粒尺寸减小、固溶和沉淀硬化，几乎总是提高强度而牺牲延性。在这方面，传统的固溶合金设计，即在基体金属中添加少量溶质元素，已经达到了提高力学性能的极限。近年来，由多主金属元素组成的高熵合金(HEAs)提供了新的机会，提供了一个几乎无限的成分空间。在这一领域中，面心立方(FCC)单相CoCrFeNiMn(Cantor)合金是第一个，也是研究最广泛的，HEA合金具有较高的拉伸塑性，但强度相对较低。为了改善Cantor合金的强度-塑性组合，人们尝试了几种策略，例如采用亚稳态相变(如变形时的马氏体相变)和第二相的析出，有时还伴有少量的间隙溶质。然而，它仍然是一个开放的问题，在联合设计高强度和高延展性方面，单相FCCHEA本身可以量身定制达到。换句话说，史无前例的强度-延性协同可能不需要额外的阶段就可以实现。在此，日本东北大学材料研究所联合中国上海交通大学、西安交通大学、南方科技大学及韩国浦项科技大学等国内外高校论证了一种针对这种可能性的新策略。用类金属元素(如Si和Ge)替代HEA中相当大一部分的宿主金属元素，这些元素具有介于金属和非金属之间的性质，并倾向于与金属元素形成金属间化合物。类金属的原子尺寸和电子结构与过渡金属截然不同，因此有可能在这些均匀分散的溶质周围诱发复杂的亚纳米尺度特征(在本文中我们称之为不均匀性)。包括原子尺寸和模量的失配增加，局部化学顺序和成分波动，以及减少和可变的堆叠错能(SFE)。我们将表明，这三个因素一起提高强度，同时提高应变硬化速率，这是克服通常发生的延展性权衡的关键。在两个模型例子中，即Si取代的Co20Cr20Fe20Ni20Mn10Si10和Co22Cr22Fe22Ni22Si12(at%)HEAs中，金属取代引入的理想机制成功同时提高了强度和塑性。相关研究成果以题“Metalloidsubstitutionelevatessimultaneouslythestrengthandductilityofface-centered-cubichigh-entropyalloys”发表在金属材料顶刊ActaMaterialia上。原文链接：

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