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來(lái)源：西北工業(yè)大學(xué)

位錯(cuò)是晶體塑性的本源，然而經(jīng)典位錯(cuò)強(qiáng)化理論認(rèn)為材料的初始高密度位錯(cuò)雖能有效提升合金強(qiáng)度但必然嚴(yán)重?fù)p害塑性。日前，西北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院王錦程、林鑫教授團(tuán)隊(duì)通過(guò)增材制造極端非平衡凝固和復(fù)雜熱循環(huán)調(diào)控中熵合金初始位錯(cuò)組態(tài)，實(shí)現(xiàn)了高密度位錯(cuò)顯著提升合金強(qiáng)度而不損害塑性，打破了位錯(cuò)強(qiáng)化必然犧牲塑性的傳統(tǒng)教科書(shū)認(rèn)知。

相關(guān)成果以“Segregation-dislocation self-organized structures ductilize a work-hardened medium entropy alloy”為題，發(fā)表于國(guó)際著名期刊《自然·通訊》(Nature Communications)，西北工業(yè)大學(xué)為論文的唯一通訊單位。西北工業(yè)大學(xué)何峰教授、王錦程教授、林鑫教授為共同通訊作者，博士生郭博靜為第一作者。

文章鏈接：

https://doi.org/10.1038/s41467-025-56710-3


受自然界非平衡復(fù)雜系統(tǒng)的自組織臨界狀態(tài)啟發(fā)，團(tuán)隊(duì)通過(guò)增材制造技術(shù)獲得了偏析-位錯(cuò)自組織結(jié)構(gòu)(SD–SOS)。研究結(jié)果表明，偏析-位錯(cuò)自組織結(jié)構(gòu)一方面通過(guò)發(fā)射位錯(cuò)和堆垛層錯(cuò)提供位錯(cuò)源，另一方面與滑移位錯(cuò)動(dòng)態(tài)交互作用，持續(xù)生成Lomer-Cottrell(L-C)鎖和割階實(shí)現(xiàn)位錯(cuò)存儲(chǔ)。該組織有效的位錯(cuò)增殖和存儲(chǔ)能力有利于變形亞結(jié)構(gòu)(平面滑移帶)動(dòng)態(tài)細(xì)化，使得增材制造中熵合金展現(xiàn)出高位錯(cuò)密度-高塑性協(xié)同。此外，偏析-位錯(cuò)自組織結(jié)構(gòu)可以通過(guò)調(diào)整增材制造工藝條件、溶質(zhì)偏析水平和合金層錯(cuò)能進(jìn)行優(yōu)化以實(shí)現(xiàn)所需的性能。上述發(fā)現(xiàn)揭示了增材制造合金中位錯(cuò)塑性的基礎(chǔ)，為先進(jìn)合金設(shè)計(jì)提供了一種新的位錯(cuò)工程策略。

激光選區(qū)熔化Ni35Co35Cr25Ti3Al2中熵合金偏析-位錯(cuò)自組織結(jié)構(gòu)(SD–SOS)及其強(qiáng)度-塑性協(xié)同效應(yīng)

材料學(xué)院王錦程教授團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期開(kāi)展材料多尺度模擬計(jì)算、材料基因工程與合金設(shè)計(jì)、高熵合金及增材制造等方面的科研工作。近年來(lái)，團(tuán)隊(duì)先后承擔(dān)國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃等國(guó)家級(jí)及省部級(jí)科研項(xiàng)目20余項(xiàng)，高水平論文200余篇，其中在Nature Communications, Acta Materialia, International Journal of Plasticity, Additive Manufacturing等國(guó)際頂級(jí)期刊發(fā)表論文40余篇，授權(quán)發(fā)明專利20余項(xiàng)，獲省部級(jí)科學(xué)獎(jiǎng)勵(lì)2項(xiàng)。