中科院金属所张雄伟团队《Adv Sci》:完成22GPa抗拉强度+20%延伸率的新式层状异质结构高熵合金
来源:优游平台总代注册 发布时间:2026-01-04 17:38:27
是金属结构资料的两个要害力学功能。但是,经过传统强化机制进步屈从强度通常会约束进一步的位错增殖和相互作用,然后显着下降加工硬化才能。这在资料规划中为完成这两种功能之间的最佳平衡带来了应战。
中科院金属所张雄伟团队联合香港理工大学焦增宝团队报导了一种立异办法,可在一种异质结构、纳米分出强化合金中一起进步屈从强度和加工硬化才能。该合金展现出超越1.5 GPa的屈从强度和高达6 GPa的加工硬化率的优异组合,然后获得了高达2.2 GPa的明显抗拉强度和20%的均匀延伸率。其超高屈从强度首要归因于纳米分出相和超细晶粒的存在,而杰出的加工硬化则首要源于异质界面诱导的孪晶。
粗晶区与超细晶区之间的异质变形导致界面邻近呈现位错塞积和应变梯度,产生了激活机械孪晶所需的超高应力,然后大幅度的进步了合金的加工硬化才能和塑性变形稳定性。这种异质界面构筑战略有望大范围的使用于多种合金系统,为规划具有杰出力学功能、适用于先进的技能使用的新式资料供给了新思路。
图1. 合金的层状异质结构(HHDP)显微安排:a EBSD反极图(IPF)显现了层状异质晶粒结构,包含粗晶粒和超细晶粒区域;b 粒度散布的直方图;c 粗晶和超细晶区域的HAADF STEM图画;d, e 粗晶区域的HAADF-STEM和HR-STEM图画,证明晰FCC晶粒内相干L12纳米颗粒的均匀沉淀;f 超细晶区域的HAADF-STEM和EDS图画,显现了三种类型的超细晶粒:L12有序晶粒、包含L12纳米颗粒的FCC晶粒和没有分出相的FCC晶粒;g L12有序超细晶粒的HR-STEM图画,以晶界处无序的晶粒间纳米层为特征;h 包含L12纳米颗粒的超细FCC颗粒的HR-STEM图画;I HHDP合金共同微观结构的示意图
图2. HHDP合金的机械功能:a 室温下HHDP合金(赤色)的拉伸应力-应变曲线,包含固溶态(蓝色)和惯例固溶和时效(灰色)样品的曲线用于比照;b HHDP合金和参阅合金的加工硬化速率曲线;c HHDP合金和其他高功能合金的抗拉强度与屈从强度之比与屈从强度的比较;d HHDP合金和文献中其他高功能合金的抗拉强度和均匀伸长率的乘积与抗拉强度的比照
图3. HHDP合金的微观变形机制:a, b 分别在3%和17%拉伸应变下变形样品的EBSD图画;c 在17%拉伸应变下的变形样品的TEM图画,显现了在粗晶和超细晶界面邻近的应变梯度区(TW-SGZ) 中变形孪晶的构成;d, e HR-TEM 图画和来自形变孪晶的几许相剖析(GPA)图;f 显现从ISF到ESF改变的HR-TEM图画;g HR-STEM图画说明晰a/6112型滑移位错的相互作用,经过在(111)面上的接连滑移,触发了ESF的构成;h 跟着应变添加显微结构演化的示意图
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