NbMoTaW难熔高熵合金（RHEA）在超高温下表现出优异的力学性能，但其室温脆性限制了其在航空航天等领域中的应用。采用激光选区熔化技术制备了（NbMoTaW）_100-xC_x和NbMoTaWTi_x两种难熔高熵合金（x%为原子数分数），通过合金化的方法提高了NbMoTaW合金的室温脆性抗性。研究表明，原子数分数为0.5%的C的加入显著提高了NbMoTaW合金的成形性和室温力学性能，使（NbMoTaW）_99.5C_0.5合金的屈服强度、极限抗压强度和塑性分别提高到1695 MPa、1751 MPa和6.9%；随着Ti含量的增加，NbMoTaWTi_x合金的强度和塑性也同时提高，并通过激光选区熔化制备了尺寸为100 mm×80 mm×20 mm的NbMoTaW难熔高熵合金超高声速飞行器关键部件模拟件，为增材制造高强韧的NbMoTaW系难熔高熵合金提供了一种新的研究思路。

难熔高熵合金具有超越传统合金的优异性能，强度和硬度更高，高温性能和耐蚀性更优异，在航空航天、核工程、**装备等领域具有广阔的应用前景。难熔高熵合金发展面临着两个难点：常规真空电弧熔炼方法制备的难熔高熵合金存在成分偏析严重、研发周期冗长、材料尺寸受限等难题；难熔高熵合金的硬度很高，难以实现复杂结构的成形和加工。因此，现有的冶金、成形、加工等技术面临挑战。通过激光增材制造实现材料与结构一体化成形是突破现有问题的发展方向，国内外学者在此方面进行了大量探索。本文对难熔高熵合金激光增材制造的发展现状进行了综述与分析，介绍了难熔高熵合金复杂构件从材料到制造的研究进展，阐述了高熵合金的研发途径、增材成形工艺和缺陷调控、难熔高熵合金在不同温度下的力学性能，以及增材制造工艺面临的挑战和取得的进展，最后总结了难熔高熵合金增材制造未来的应用方向和发展趋势。

通过研究不同参数下高熵合金熔覆层的显微组织、相的组成，并将晶界与树枝晶元素原子量进行对比分析，揭示工艺参数对激光熔覆制备高熵合金的影响。结果表明：在激光功率一定的条件下，AlCoCrCuFeNi高熵合金相结构随着扫描速度的增加逐渐由bcc相变为bcc相+fcc相；对比熔铸法，激光熔覆铝合金制备多了1个以Al元素为主的fcc固溶体相。高熵合金主要由底部的树枝晶向顶部的等轴晶发展。通过EDS分析发现，熔覆过程中Al元素偏析严重，Cu元素在晶界处有少量偏析，且扫描速度对合金质量影响明显。

激光定向能沉积为高熵合金提供一种柔性、快速、敏捷的制备方式, 合理的单道工艺参数是保障成形顺利进行的关键。为研究FeCoCrNi高熵合金在激光定向能沉积过程中工艺参数对沉积形貌的影响, 基于响应面法, 研究了激光功率、送粉速率和扫描速率对稀释率和宽高比的影响规律, 建立稀释率和宽高比的预测模型。结果表明, 稀释率、宽高比与送粉速率呈负相关关系, 与激光功率、扫描速率呈正相关关系。经试验验证, 稀释率和宽高比的预测误差分别为2.29%和4.45%, 所建立的模型与试验结果吻合较好。

通过机械混合方法解决了碳纳米管（CNTs）在CoCrFeNi高熵合金粉体表面的团聚问题，采用激光熔覆方法在304不锈钢基板上制备了CoCrFeNi-CNTs涂层，碳纳米管优化质量分数为1.0%，研究了涂层微观组织、显微硬度及抗中性盐雾腐蚀性能。结果表明：涂层的晶粒为单一的面心立方（FCC）结构，按照晶粒形态可以分为平面晶、胞状枝晶、柱状枝晶、等轴晶，晶界上形成了M₇C₃型碳化物共晶相，未分解碳纳米管弥散分布在晶粒内，Si/C类夹杂物来自于熔化的基板材料。涂层内硬度分布较均匀，由于碳纳米管和M₇C₃碳化物的第二相强化作用，硬度水平可以比CoCrFeNi涂层提高70 HV以上。经中性盐雾腐蚀269 h后，点蚀仅发生在脱落的Si/C类夹杂物周围区域，而在晶粒及晶界内其他区域均未发现腐蚀现象，因此，严格限制Si/C类夹杂物进入涂层将进一步改善复合涂层的抗中性盐雾腐蚀性能。

激光熔覆高熵合金涂层已成为表面工程领域的研究热点之一，本文系统研究了不同含量WC（WC质量分数为10%~60%）对激光熔覆FeCoNiCr高熵合金涂层组织结构以及耐磨性、耐蚀性的影响规律。添加10%~60%WC颗粒制备的高熵合金复合涂层的成形质量均较好，未出现裂纹等缺陷。随着添加WC颗粒的质量分数由10%增加到60%，涂层由FCC单相结构向FCC、WC、W₂C和Co₄W₂C等多相转变，显微组织由顶部等轴晶、底部柱状晶向树枝晶转变，块状和鱼骨状含碳相析出且其含量逐渐增加；添加60%WC颗粒后含碳析出相的面积占比可达64.18%。涂层横截面的平均显微硬度和耐磨性随着WC添加量的增加而显著提升，添加60%WC的高熵合金涂层的显微硬度最高（为501 HV0.2）且耐磨性最佳（摩擦因数为0.472），相对于未添加WC颗粒的高熵合金涂层的显微硬度（175 HV0.2）提升了约186%且耐磨性提高了233%。另外，随着WC颗粒的加入，具有较高耐蚀的面心立方相减少，同时WC在电化学过程中与黏结相形成了原电池。因此，高熵合金复合涂层的耐蚀性随着WC含量的增加而逐渐降低。

激光增材制造技术可实现高熵合金零部件的快速制造，但增材件存在表面质量差、难加工等问题。对此，笔者采用激光抛光工艺来改善CoCrFeNi高熵合金增材件的表面质量。首先通过筛选实验法和单因素实验法，研究了激光功率、扫描速度、扫描间距、离焦量、扫描轨迹和扫描次数等因素对表面粗糙度的影响规律，而后探讨了激光抛光对合金表面元素分布和微观组织的作用机制。结果表明：激光抛光技术可以有效降低增材件的表面粗糙度，离焦量和激光功率对表面质量的影响相对较大，表面粗糙度随着扫描速度、离焦量、扫描次数的增加呈现先减小后增大的趋势；经激光抛光后的高熵合金增材件表面O元素和Cr元素含量显著降低，Co元素、Fe元素及Ni元素含量略有提升，表面粗糙度较初始表面粗糙度降低了约90%；连续激光对增材件表面的作用机制主要是重熔，对表层氧化物的去除机制主要是汽化。

采用选区激光熔化技术制备了VNbMoTaW难熔高熵合金，研究了激光工艺参数对VNbMoTaW难熔高熵合金试样的表面成形质量、微观组织和力学性能的影响。结果表明，当采用较高的功率和较低的扫描速度时，可有效改善VNbMoTaW试样表面质量，其中孔隙和裂纹是选区激光熔化技术制备VNbMoTaW难熔高熵合金的主要缺陷。VNbMoTaW难熔高熵合金组织主要由柱状晶和胞状晶组成，底部和中心大多为柱状晶，而熔池的两侧及顶部主要为胞状晶。VNbMoTaW的最高极限抗压强度可达2154 MPa，相比电弧熔炼方式制备的合金强度提高了69.6%。

针对42CrMo材质舰船艉轴等海工装备在高盐、潮湿、重载环境下的表面腐蚀、磨损问题，本团队利用激光熔覆技术在42CrMo基体表面制备FeCoNiCrNb_0.5Mo_0.25高熵合金熔覆层，探究了FeCoNiCrNb_0.5Mo_0.25高熵合金激光熔覆层在不同激光功率下的组织共晶化及其对耐磨性与耐蚀性的强化机理。研究结果表明：FeCoNiCrNb_0.5Mo_0.25高熵合金激光熔覆层呈现由FCC相和Laves相组成的不完全共晶组织形态；适当提高激光功率可以促进组织的共晶化，特别是当激光功率为1400 W时，高熵合金熔覆层中部呈现为层状间距约为86 nm的纳米共晶组织；过高的激光功率导致基体中的Fe元素对高熵合金熔覆层的稀释作用增强，减弱了Mo和Nb对组织共晶化的促进作用；激光熔覆功率的增加会增强基体元素对熔覆层的稀释作用，降低熔覆层的平均硬度，当激光熔覆功率为1200 W时熔覆层具有最高的显微硬度665.8 HV1.0（约为基体的2.34倍）；与基体相比，FeCoNiCrNb_0.5Mo_0.25高熵合金熔覆层具有良好耐磨性与耐蚀性，激光功率为1400 W时层状交替排列的共晶组织和氧化物薄膜使得熔覆层的耐磨性显著增强，磨损率为0.079 mm³·N^-1·m^-1；当激光功率为1300 W时，熔覆层具有最低的自腐蚀电流密度1.716×10^-6 A·cm^-2。FeCoNiCrNb_0.5Mo_0.25高熵合金激光熔覆层的腐蚀机理为FCC相优先腐蚀，共晶组织的存在在一定程度上降低了熔覆层的耐蚀性；具有良好共晶组织的熔覆层（1400 W）的耐蚀性相对有所降低，自腐蚀电流密度为4.332×10^-6 A·cm^-2。

采用Ansys有限元分析软件，对选择性激光熔化成形高熵合金CoCrFeMnNi的温度场分布进行数值模拟。在考虑随温度变化的热物理参数情况下，建立选择性激光熔化有限元模型，利用在Ansys-Workbench中插入参数化设计语言，实现高斯锥形体热源的加载，研究功率和速度对成形过程温度场的影响。模拟结果表明: 在单层多道模拟时，随着SLM激光功率增大和扫描速度的下降，SLM成形HEA CoCrFeMnNi的熔池长度和宽度呈增大趋势；先扫描的区域会对未扫描的区域起预热作用且存在热积累现象，在平行于SLM激光扫描方向存在较大的温度梯度。