Abstract Discoveries of new multi-principal element alloys (MPEAs) with outstanding performance have been challenging due to the large complexity of the compositional space. Many existing highly alloyed steels already incorporate MPEA concepts and detailed research is readily available, which can be utilized for a more efficient design approach. Inspired by this consideration, Ni- and Co-additions to the Al14.6C4.9Fe53.6Mn26.9 (at%) high‑manganese steel were assessed to introduce B2-precipitates in addition to the κ-carbides to increase strength. Thermodynamic screening in the Al-C-Co-Fe-Mn-Ni system was performed with a custom calphad database and combined with experimental screening to identify novel MPEAs with enhanced mechanical properties. The selected MPEAs were produced by thermo-mechanical processing and the mechanisms active during annealing and deformation were investigated experimentally. The modification with Co did not result in the formation of B2-precipitates and improved mechanical properties. The Ni-added MPEA, Al14.7C4.7Fe49.9Mn26.4Ni4.2, revealed significant precipitation and dispersion hardening by nanoscale κ- and B2-phases combined with excellent strain hardening capacity due to slip band refinement-induced plasticity (SRIP). A combination of 1 to 1.2 GPa yield strength (21.3 % increase) with a total elongation of 20 to 10 % was achieved. The chosen methodology was efficient in the design of a novel MPEA with an improved strength-ductility synergy.

中文翻译：

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κ-和B2-相增强多主元素合金的析出强化

摘要 由于成分空间的巨大复杂性，发现具有出色性能的新型多主元素合金 (MPEA) 一直具有挑战性。许多现有的高合金钢已经包含 MPEA 概念，并且可以轻松获得详细的研究，可以将其用于更有效的设计方法。受此考虑的启发，评估了向 Al14.6C4.9Fe53.6Mn26.9 (at%) 高锰钢中添加 Ni 和 Co 以引入 B2 沉淀物以及 κ-碳化物以提高强度。Al-C-Co-Fe-Mn-Ni 系统中的热力学筛选使用自定义 calphad 数据库进行，并结合实验筛选来识别具有增强机械性能的新型 MPEA。选定的 MPEA 是通过热机械加工生产的，并通过实验研究了退火和变形过程中的活性机制。用 Co 改性不会导致 B2 沉淀物的形成和机械性能的改善。添加 Ni 的 MPEA Al14.7C4.7Fe49.9Mn26.4Ni4.2 显示出纳米级 κ 和 B2 相的显着沉淀和弥散硬化，以及由于滑带细化诱导塑性 (SRIP) 产生的优异应变硬化能力。实现了 1 至 1.2 GPa 屈服强度（增加 21.3 %）与 20 至 10 % 的总伸长率的组合。所选择的方法在设计具有改进的强度-延展性协同作用的新型 MPEA 方面是有效的。用 Co 改性不会导致 B2 沉淀物的形成和机械性能的改善。添加 Ni 的 MPEA Al14.7C4.7Fe49.9Mn26.4Ni4.2 显示出纳米级 κ 和 B2 相的显着沉淀和弥散硬化，以及由于滑带细化诱导塑性 (SRIP) 产生的优异应变硬化能力。实现了 1 至 1.2 GPa 屈服强度（增加 21.3 %）与 20 至 10 % 的总伸长率的组合。所选择的方法在设计具有改进的强度-延展性协同作用的新型 MPEA 方面是有效的。用 Co 改性不会导致 B2 沉淀物的形成和机械性能的改善。添加 Ni 的 MPEA Al14.7C4.7Fe49.9Mn26.4Ni4.2 显示出纳米级 κ 和 B2 相的显着沉淀和弥散硬化，以及由于滑带细化诱导塑性 (SRIP) 产生的优异应变硬化能力。实现了 1 至 1.2 GPa 屈服强度（增加 21.3 %）与 20 至 10 % 的总伸长率的组合。所选择的方法在设计具有改进的强度-延展性协同作用的新型 MPEA 方面是有效的。揭示了纳米级 κ 和 B2 相的显着沉淀和弥散硬化以及由于滑带细化诱导塑性（SRIP）而产生的优异应变硬化能力。实现了 1 至 1.2 GPa 屈服强度（增加 21.3 %）与 20 至 10 % 的总伸长率的组合。所选择的方法在设计具有改进的强度-延展性协同作用的新型 MPEA 方面是有效的。揭示了纳米级 κ 和 B2 相的显着沉淀和弥散硬化以及由于滑带细化诱导塑性（SRIP）而产生的优异应变硬化能力。实现了 1 至 1.2 GPa 屈服强度（增加 21.3 %）与 20 至 10 % 的总伸长率的组合。所选择的方法在设计具有改进的强度-延展性协同作用的新型 MPEA 方面是有效的。