近期,我校黎雨副教授團隊與上海交通大學科研團隊合作在位錯結構調控及低溫強韌化機理取得重要研究進展,相關成果“The controlled incident dislocation boundaries and cell arrangements promoted multi-variant transformation and enhanced strain-hardening in a metastable ferrous medium entropy alloy”和“Influences of dislocation configuration and texture optimization on obtaining exceptional cryogenic strength-ductility synergy in a dynamic-recovered heterogeneous high-manganese steel”2篇論文連續刊登于國際頂級力學期刊《International Journal of Plasticity》 (中科院一區TOP期刊,IF = 12.8)。我校均為第一完成單位,材料技術學部碩士研究生陳杰華、熊昊為第一作者,學部教師黎雨、王斌君、付斌與上海交通大學李偉共同擔任通訊作者。
團隊針對Fe50Mn30Co10Cr10中熵合金,首次提出“冷軋預置高密度位錯→溫軋驅動位錯重排成胞”的位錯結構設計路線,將傳統一次溫軋工藝的平均位錯胞尺寸由微米級細化至亞微米級,位錯密度提高2.3倍,成功在77 K下將屈服強度從617 MPa提升至985 MPa,同時保持57 %以上均勻延伸率。原位EBSD和TEM證實,高密度位錯胞早期抑制ε-馬氏體快速長大,后期卻為多取向納米層片ε-板條提供形核位點,實現“位錯胞-相變”協同硬化。
團隊聚焦高錳鋼,進一步將位錯調控與織構弱化耦合:通過位錯胞細化+靜態再結晶協同,使{001}<111>強織構強度降低50 %以上,顯著削弱力學各向異性;在此基礎上,位錯胞壁作為孿晶形核位點,誘導高密度15 nm級納米孿晶,動態Hall-Petch效應把屈服強度推高至1.35 GPa,而均勻延伸率仍達57 %。
從“位錯胞尺寸-密度”到“位錯-相變-孿晶-織構”多級協同,兩項研究形成了位錯調控在深冷高強韌金屬材料中的系統方法學,為極端環境關鍵部件的國產化提供了材料級解決方案,也彰顯了我校在金屬塑性微觀機制與性能調控方向上的持續創新能力。