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IF=29!上海大学Shi, Peijian2024年最新SCI

论论资讯 | 2024-06-08 1253热度

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Strong-Yet-Ductile Eutectic Alloys Employing Cocoon-Like Nanometer-Sized Dislocation Cells

Shi Peijian; Li Yi; Jiang Xin; Shen Zhe; Li Runguang; Lin Zhongze; Li Qiang; Ding Biao; Zheng Tianxiang; Liang Xue; Min Na; Peng Jianchao; Li Hui; Ren Weili; Lei Zuosheng; Ren Yang; Liu C T; Zhong Yunbo; Ma Evan

Published:2024-06-07
DOI:10.1002/adma.202405459

研究背景

在现代工业中,大型结构部件的制造对材料的强度和延展性有着极高的要求。共晶合金(EAs)因其优异的流动性而成为铸造高质量锭材的首选,尤其适用于制造大型结构件。然而,传统的共晶合金(CEAs)在强度与延展性的平衡上始终未能达到其他合金类别的顶尖水平。这一问题限制了共晶合金在更广泛领域的应用。

研究内容

本研究通过热机械处理方法,对铸态Ni-32.88wt%Fe-9.53wt%Al共晶合金进行了创新性的处理。研究团队采用恢复退火技术,通过重新排列由冷加工积累的位错,并由密集的预存纳米沉淀物锚定,成功在合金中形成了类似蚕茧的纳米级网状位错结构(CNN-D),其精细程度可达26纳米。这种新型结构在共晶层片中特别有效,因为它激发了纳米间隔的平面滑移带,不仅动态细化微观结构,还能从面心立方(FCC)层传递到原本脆性的B2层。这些额外的强化和应变硬化机制维持了稳定的拉伸流动,显著提升了合金的强度和延展性。

研究意义

本研究的创新之处在于,通过独特的纳米级网状位错结构,不仅超越了所有以往的CEAs,还超越了最先进的增材制造共晶高熵合金。这种新型的微观结构策略为复杂成分合金的性能提升提供了一条新途径,尤其是那些越来越多地利用纳米沉淀物或局部化学有序的合金。这一发现为高性能合金的设计和制造开辟了新的方向,具有重要的工业应用价值和科学研究意义。 本研究成果发表于《Advanced materials》杂志,为共晶合金领域的研究提供了新的视角和方法,有望推动材料科学的发展和工业应用的进步。

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