近期，中科院金屬研究所(以下簡稱金屬所)沈陽材料科學國家研究中心研究員盧磊團隊與國外團隊合作，在高熵合金綜合性能與獨特變形機制研究方面取得重要進展。相關研究成果近日在線發(fā)表于《科學》。
長期制約傳統(tǒng)金屬結構材料發(fā)展的“強度—塑性”倒置關系在高熵合金中普遍存在，原因是其塑性變形機制往往被認為與傳統(tǒng)金屬材料并無本質差別。因此，當前的研究迫切需要借助新穎的微觀結構構筑來揭示高熵合金是否具有獨特變形機制，以豐富金屬材料的有效強韌化策略。
金屬所研究人員通過一種簡單、高效的小角度往復扭轉梯度塑性變形技術，保持Al0.1CoCrFeNi高熵合金棒材樣品中的初始晶粒大小，在晶粒內部成功引入百納米尺度位錯胞穩(wěn)定結構，并實現(xiàn)了位錯胞結構從樣品表面至芯部的梯度序構分布和可控制備。
相關研究結果表明，梯度位錯胞結構不僅顯著提高材料屈服強度，還使其保持良好的塑性和穩(wěn)定的加工硬化。梯度位錯結構高熵合金的強塑積—屈服強度匹配明顯優(yōu)于文獻報道中相同成分的均勻或梯度結構材料。
科研人員還進一步揭示了高熵合金特有的層錯強韌化變形機理。這種層錯強化完全不同于傳統(tǒng)結構材料的全位錯強化，而與高熵合金中空間波動的低層錯能、納米尺度位錯胞結構以及梯度序構效應引起的復雜應力場密不可分。
該研究表明簡單、易行的往復扭轉梯度塑性變形技術可廣泛用于梯度結構材料的構筑與制備，具有重要的基礎研究和應用價值。(沈春蕾)
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