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祝贺!中南大学王峰发Science

论论资讯 | 2024-05-31 18682热度

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Shearing brittle intermetallics enhances cryogenic strength and ductility of steels

Wang Feng; Song Miao; Elkot Mohamed N; Yao Ning; Sun Binhan; Song Min; Wang Zhangwei; Raabe Dierk

Published:2024-05-31
DOI:10.1126/science.ado2919

低温下钢材强韧性的新突破:剪切脆性金属间化合物增强钢的低温强度与延展性

研究背景

在现代工业中,特别是在航空航天和深海探测等领域,对材料在极端低温环境下的性能要求极高。传统的钢材在低温下往往表现出脆性增加,强度和延展性下降的问题,这限制了其在低温环境中的应用。因此,开发一种在低温下既强又韧的钢材,是当前材料科学领域亟待解决的问题。

研究内容

本研究在《Science》杂志上发表,题为“Shearing brittle intermetallics enhances cryogenic strength and ductility of steels”。研究团队通过一种创新的方法,成功地在低温拉伸载荷下实现了轻质复合复杂钢中B2(有序体心立方)纳米沉淀物的位错切割,这些沉淀物通常被认为是不可剪切的脆性金属间化合物。 研究中,通过高强度水平的位错滑移在奥氏体基体中实现剪切,这主要归功于亚纳米级局部化学有序区域的显著强化以及基体中多主元素的显著固溶强化。这种机制不仅利用了原本不可渗透的脆性纳米沉淀物提供的强烈强化和应变硬化,还通过其连续剪切与持续变形引入了延展性。研究结果显示,这种钢材在低温下的拉伸强度可高达2吉帕斯卡,同时保持了34%的出色拉伸延伸率。

研究意义

该研究不仅为设计高性能结构材料提供了一种新的策略,而且通过剪切原本被认为不可剪切的脆性金属间化合物,实现了钢材在低温下的强度和延展性的双重提升。这一创新点对于推动材料科学的发展,尤其是在极端环境下的材料应用,具有重要的科学意义和实际应用价值。 这项研究的成果预示着未来在低温环境中使用的钢材将更加强韧,能够满足更为苛刻的工程需求,为相关领域的技术进步做出重要贡献。

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