多主元合金是近年来涌现的一类新型合金材料，它打破了传统合金的单主元设计理念，表现出一系列优异的力学性能，具有重要的研究价值和广阔的应用前景。由于传统材料在低温下容易发生脆性断裂，因而材料的低温服役性能是材料学家关注的重要问题之一。FCC多主元合金，尤其是CrCoNi多主元合金不仅具有高的常温拉伸塑性，在低温下也具有极强的抗断裂能力，其背后的微观机制有待进一步揭示。裂纹尖端场是材料宏观与微观断裂的桥梁，本文通过原子尺度模拟结合J积分方法，阐明了化学序、晶格畸变等对多主元合金裂纹尖端场行为的影响，及应变率、温度、裂纹面取向的敏感性，揭示了微观变形与宏观性能之间的内在关联。

通过分子动力学（MD）模拟、混合MD/蒙特卡罗（MC）模拟和J积分方法，研究了化学短程序和晶格畸变对室温下CrCoNi 多主元合金I型载荷裂纹尖端场行为的影响。结果表明，化学短程序的增大对裂纹尖端局部变形区没有显著影响而J积分值增大。相反，晶格畸变的增大导致裂纹尖端局部变形区尺寸的增加和J积分值的降低。能量分析表明，化学短程序的增大提高了裂纹尖端肖克利不全位错的激活能垒，而晶格畸变的增大降低了激活能垒。

通过分子动力学模拟研究了J积分、局部变形区尺寸、裂纹尖端场微观变形机制对温度和应变率的敏感性，揭示了化学短程有序和晶格畸变在这其中所产生的作用。化学短程序高的多主元合金其裂纹扩展驱动力J值具有高的温度敏感性，而对于高晶格畸变值情况，J积分对温度的敏感性降低。随化学短程有序和晶格畸变的增大，裂纹尖端局部变形区尺寸对温度敏感性降低。当温度降低时，CrCoNi多主元合金的裂纹尖端的变形行为主要由孪晶和堆垛层错的组合决定。降低温度，孪晶变得更容易出现，且最终变形孪晶的层数增多。早期出现的变形纳米孪晶是该CrCoNi多主元合金优异强韧性的关键，解释了降低温度可以使得CrCoNi强度韧性同时增加的原因。裂纹尖端局部变形区的孪晶和其引起的脱孪塑性松弛延缓了裂纹的起裂，并且大量的形变孪晶界对裂纹前进起到了阻碍作用，这些都导致了裂纹的明显钝化。三种构型的J积分对应变率的变化不敏感。随着化学短程序和晶格畸变的增大，裂纹尖端局部变形区尺寸表现出更明显的应变率敏感性。随着应变率的提升，形成孪晶所需的应力和J积分值都随之提升。

进一步探究了J积分、局部变形区尺寸、裂纹尖端场微观变形机制对裂纹面取向的敏感性，结果表明，CrCoNi多主元合金的裂纹面从(111)到(001)，化学短程序增大使得CrCoNi多主元合金极限强度对裂纹面取向的敏感性降低。从裂纹面(111)到裂纹面(001)，三种构型的屈服应变均明显提高。裂纹面(001)三种构型的局部变形区尺寸均大幅下降。因此具有裂纹面(001)的CrCoNi多主元合金韧性相对较差。随着化学短程序和晶格畸变的增大，裂纹尖端局部变形区尺寸表现出更明显的裂纹面取向的敏感性。与具有(111)裂纹面的CrCoNi多主元合金情况不同的是，具有裂纹面(001)的CrCoNi多主元合金裂纹尖端开始形核发射位错所需的应变均大幅提升，而且裂纹尖端形核发射的位错不再是肖克利型不全位错。在整个模拟过程并未发现有孪晶形成，主要变形微观机制为FCC-HCP相变。(001)裂纹面的三种构型比(111)裂纹面有更强的裂纹扩展倾向，(001)裂纹面的三种构型裂纹尖端变形能力变弱，韧性较低，具有韧脆转变的倾向。

本文阐释了化学短程有序和晶格畸变对CrCoNi 多主元合金裂纹尖端场行为和变形机制的影响，揭示了不同微观结构对CrCoNi多主元合金作为服役材料适应外界温度环境能力的影响，为实际工业生产提供了理论指导。