繼Nature后，北科大再發Science-D&P鋼中高位錯密度引起高延性

nanoCJ 6年前 (2017-08-25) 15279瀏覽

【引言】

強度和延展性是用于節能輕型構件制造的金屬材料的關鍵力學性能，這些結構構件的應用包括汽車和太空飛船等。然而，這兩個性能常常是相悖的，即強度和延展性之間的對立。金屬材料的強度會隨著位錯密度單調增長，同時延展性隨位錯數目的增多而減弱的現象依然存在。但是通過改進合金組分和加工策略可以避免兩種性質對立的局面。因此，如何在溫和的加工過程中利用價格低廉的材料實現高位錯密度下的高延展性是工業應用中亟待解決的問題。

【成果簡介】

香港大學的黃明欣博士與北京科技大學的羅海文教授（共同通訊作者）發展了一種變形分區（D&P）策略來解決上述問題。研究人員利用軋制和低溫回火過程將中錳鋼成功發展為超級鋼（10%錳，0.47%碳，2%鋁，0.7%釩）。這其中錳和碳原子都是奧氏體穩定劑，而鋁的作用是抑制了回火過程中滲碳體的析出，釩的加入則可以形成碳化物來增強對滯后斷裂的抵抗性。通過引入大量的可移動位錯，研究人員成功地證明了提高位錯密度能夠同時提高材料強度和延展性。該工作以 “High dislocation density–induced large ductility in deformed and partitioned steels”為題于2017年8月24日在線發表在Science上。

【圖文導讀】

圖1：拉伸試驗之前的D&P鋼微觀