何峰)近日,西北工業大學材料學院王錦程教授團隊在雙相合金強韌化方面取得突破性進展,提出了雙相合金的相選擇再結晶概念,實現了雙相合金力學性能的顯著提升。相關成果以“phase-selective recrystallization makes eutectic high-entropy alloys ultra-ductile”為題,發表在《自然-通訊》(nature communications)上,西北工業大學為論文第一單位和通訊單位。
此項工作實現了我校金屬結構材料研究在nature系列期刊論文發表零的突破。西北工業大學博士研究生吳慶峰和青年教師何峰教授為共同第一作者,西北工業大學王錦程教授、王志軍教授、韓國浦項科技大學hyoung seop kim為共同通訊作者,西北工業大學李俊杰副教授為合作作者。
共晶等雙相合金具有優異的鑄造性能、良好的鑄態力學性能和組織均勻性,是一類被廣泛應用于工業與生活的重要金屬材料。然而,傳統共晶等雙相合金的延展性有限,制約了其進一步強韌化,使其在高強金屬結構材料中逐漸失去優勢。針對這一難題,西北工業大學材料學院王錦程教授團隊提出了一種獨特的相選擇再結晶概念,可充分激發雙相合金固有的優異加工硬化能力,顯著提升其延展性。以fcc/b2共晶高熵合金為模型,通過調控兩相應變分配與再結晶行為,獲得了完全再結晶的軟相嵌在未再結晶的骨架狀硬相的相選擇再結晶組織。該組織消除了變形過程中潛在的裂紋源,促進合金發生持續加工硬化,使其具有高達35%的均勻延伸率和接近2gpa的斷裂真應力。在此基礎上引入傳統強化機制可實現合金性能的進一步提升。此外,將相選擇再結晶概念應用于a357鑄造鋁合金中獲得了相似的強韌化效果,展示了相選擇再結晶策略在韌化雙相合金方面的普適性,該工藝對于實現傳統雙相合金作為高強材料應用具有巨大潛力。
圖1相選擇再結晶工藝、組織與性能.a,多道次中等變形量冷軋與高溫退火相選擇再結晶工藝.b,鑄態、完全再結晶態與相選擇再結晶態合金斷裂組織對比.c,相選擇再結晶合金室溫拉伸力學性能與傳統工藝對比
該研究工作得到國家自然科學基金、陜西省自然科學基金、西北工業大學凝固技術國家重點實驗室自主研究課題等項目的支持。
西北工業大學材料學院王錦程教授團隊長期開展材料多尺度模擬計算、材料基因工程與合金設計、高熵合金及增材制造等方面研究工作,在金屬領域頂刊actamaterialia和scriptamaterialia上發表論文近30篇,該工作為團隊近期的代表性成果之一。
來源:天津大學新聞網
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