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西工大团队在双相合金强韧化方面研究取得突破性进展

作者:admin 发布日期: 2022-11-06 二维码分享

中国教育报-中国教育新闻网讯(通讯员 白婧熠 吴庆峰 记者 冯丽)近期,西北工业大学材料学院王锦程教授团队在双相合金强韧化方面研究取得突破性进展,提出了双相合金的相选择再结晶概念,实现了双相合金力学性能的显著提升。相关成果发表在《自然—通讯》上。这一研究成果,让人类制造出密度低、强度高,且具有良好变形能力的合金材料,不再只是幻想。

一般而言,自然界中存在的材料,要么“强而脆”、要么“软而韧”,因此,研制出“强且韧”的材料是材料科学家永恒的追求。西北工业大学材料学院王锦程教授团队,在双相合金中提出的选“相”再结晶概念,为科学家们研制出密度低、强度高,且具有良好变形能力的合金材料提供了理论支撑。

“什么是双相金属材料?”团队何峰教授打了个比方,“我们可以把双相金属材料中的两个决定其性能的结构(双相),分别比喻为动物的骨骼和肌肉,只有在骨骼强硬、肌肉发达,且软组织柔韧的情况下,一个动物才能有很好的运动能力。”

理论上来讲,双相合金因为具备“骨骼”和“肌肉”协调运行的基本要素,因此理应具有很好的性能。然而,传统双相合金因为受制于加工工艺的限制,双相合金的性能总是与理论设想中的相去甚远。针对这一难题,团队提出了一种独特的“相”选择再结晶概念,让双相合金的“骨骼”韧性更高,“肌肉”和“骨骼”的协调性更好,从根本上消除“脱臼”的可能性。这种方法*在共晶高熵合金中实现了高达35%的均匀延伸率,并实现了接近2GPa的断裂真应力。

2019年,团队提出利用循环冷变形促进选相再结晶的工艺,显著提升了双相材料的共晶高熵合金的拉伸塑性,打破了人们对共晶合金塑性较差的认知。在对其背后的机制进行了长达两年的深入研究和一年的研究验证后,团队将系列研究成果汇总形成论文,*终在《自然—通讯》上发表。

“相对于传统强韧化方案,团队创新提出的新方法,不仅工艺简单,更重要的是调控后的合金强塑性得到了成倍的突破,未来有望在空天防护、高端装甲中获得广泛应用。”王锦程教授说。

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