近期,我校黎雨副教授團(tuán)隊(duì)與上海交通大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)合作在位錯(cuò)結(jié)構(gòu)調(diào)控及低溫強(qiáng)韌化機(jī)理取得重要研究進(jìn)展,相關(guān)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(xù)刊登于國(guó)際頂級(jí)力學(xué)期刊《International Journal of Plasticity》 (中科院一區(qū)TOP期刊,IF = 12.8)。我校均為第一完成單位,材料技術(shù)學(xué)部碩士研究生陳杰華、熊昊為第一作者,學(xué)部教師黎雨、王斌君、付斌與上海交通大學(xué)李偉共同擔(dān)任通訊作者。
團(tuán)隊(duì)針對(duì)Fe50Mn30Co10Cr10中熵合金,首次提出“冷軋預(yù)置高密度位錯(cuò)→溫軋驅(qū)動(dòng)位錯(cuò)重排成胞”的位錯(cuò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)路線,將傳統(tǒng)一次溫軋工藝的平均位錯(cuò)胞尺寸由微米級(jí)細(xì)化至亞微米級(jí),位錯(cuò)密度提高2.3倍,成功在77 K下將屈服強(qiáng)度從617 MPa提升至985 MPa,同時(shí)保持57 %以上均勻延伸率。原位EBSD和TEM證實(shí),高密度位錯(cuò)胞早期抑制ε-馬氏體快速長(zhǎng)大,后期卻為多取向納米層片ε-板條提供形核位點(diǎn),實(shí)現(xiàn)“位錯(cuò)胞-相變”協(xié)同硬化。
團(tuán)隊(duì)聚焦高錳鋼,進(jìn)一步將位錯(cuò)調(diào)控與織構(gòu)弱化耦合:通過位錯(cuò)胞細(xì)化+靜態(tài)再結(jié)晶協(xié)同,使{001}<111>強(qiáng)織構(gòu)強(qiáng)度降低50 %以上,顯著削弱力學(xué)各向異性;在此基礎(chǔ)上,位錯(cuò)胞壁作為孿晶形核位點(diǎn),誘導(dǎo)高密度15 nm級(jí)納米孿晶,動(dòng)態(tài)Hall-Petch效應(yīng)把屈服強(qiáng)度推高至1.35 GPa,而均勻延伸率仍達(dá)57 %。
從“位錯(cuò)胞尺寸-密度”到“位錯(cuò)-相變-孿晶-織構(gòu)”多級(jí)協(xié)同,兩項(xiàng)研究形成了位錯(cuò)調(diào)控在深冷高強(qiáng)韌金屬材料中的系統(tǒng)方法學(xué),為極端環(huán)境關(guān)鍵部件的國(guó)產(chǎn)化提供了材料級(jí)解決方案,也彰顯了我校在金屬塑性微觀機(jī)制與性能調(diào)控方向上的持續(xù)創(chuàng)新能力。