近日，金屬材料頂級(jí)期刊《Acta Materialia》發(fā)表北京理工大學(xué)材料學(xué)院程興旺教授、張帆教授團(tuán)隊(duì)在輕質(zhì)多主元合金領(lǐng)域的最新研究進(jìn)展。文章題目為Combining structural and chemical heterogeneities on the nanoscale to enable ductile solid solution with record-high specific strength。北京理工大學(xué)材料學(xué)院湯慶輝博士為論文的第一作者，北京理工大學(xué)材料學(xué)院程興旺教授、張帆教授和西安交通大學(xué)馬恩教授為通訊作者。
結(jié)構(gòu)異質(zhì)性與化學(xué)異質(zhì)性設(shè)計(jì)
異質(zhì)納米結(jié)構(gòu)可強(qiáng)化金屬材料，同時(shí)避免應(yīng)變硬化和延展性的過度損失。本項(xiàng)工作開創(chuàng)性地將結(jié)構(gòu)異質(zhì)性與化學(xué)異質(zhì)性在納米尺度上同步結(jié)合，這一點(diǎn)在輕質(zhì) (Ti55V30Zr15)95Al5 合金(密度約 5.16 g/cm3)中得到了驗(yàn)證。多主元合金為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)提供了成分設(shè)計(jì)空間，但此前這一優(yōu)勢(shì)尚未得到利用。同時(shí)，這項(xiàng)研究首次證實(shí)，LCO引起的微觀變形局域化會(huì)誘導(dǎo)高密度納米變形帶，且在大壓下量室溫軋制中可細(xì)化為納米晶粒，從而實(shí)現(xiàn)多主元合金中納米異質(zhì)結(jié)構(gòu)的構(gòu)建。最終該合金獲得了創(chuàng)紀(jì)錄的比屈服強(qiáng)度(326 MPa?cm3?g?1)，同時(shí)保持了超過 10% 的斷裂延伸率——這種性能組合在以往的輕質(zhì)合金中前所未有。本研究的成功展示了一種無(wú)需析出相即可實(shí)現(xiàn)超常強(qiáng)度的新型異質(zhì)性策略，為高性能輕質(zhì)合金開辟了一條固溶體設(shè)計(jì)路徑。
本工作合金(HNA-S+C)展現(xiàn)出優(yōu)異的比屈服強(qiáng)度—塑性匹配
