2019年1月30日，上海大學材料學院長江學者鐘云波教授研究團隊關于制備高強塑性超細晶共晶高熵合金的最新研究成果，以Enhanced strength–ductility synergy in ultrafine-grained eutectic high-entropy alloys by inheriting microstructural lamellae為題，在國際著名期刊《Nature Communications》（https://doi.org /10.1038/ s41467 -019- 08460-2）上發(fā)表。

    眾所周知，實現(xiàn)金屬材料的超高強塑性，對金屬材料的服役安全性、長壽命、節(jié)能減排等具有重要意義，而如何同時提高金屬材料的強塑性，一直是結構材料領域的重大科學問題。共晶高熵合金是近年來新開發(fā)的一種合金體系，其豐富的成分和結構變化帶來了更廣泛的制備原位復合新材料的可能性，為金屬材料的微觀結構設計和最終性能調控提供了巨大的潛力。鐘云波教授研究團隊基于鑄態(tài)的AlCoCrFeNi2.1共晶高熵合金，使用簡單可工業(yè)化的熔煉-軋制-熱處理工藝，首次制備出一種遺傳鑄態(tài)共晶層片的超細晶結構--雙相異質層片結構，率先實現(xiàn)了共晶高熵合金此前無法同時獲得的超優(yōu)強塑性（屈服強度可達到~1.5 Gpa，同時塑性保持在~16%）。基于相分解效應，所制備的試樣展現(xiàn)出一種全新的多級結構異質性。分析表明：力學性能的改善可主要歸于結構上的（1）兩級約束變形效應以及（2）自生微裂紋捕捉機制。論文首次提出的雙相異質層片結構強化機制，為高性能結構材料如高熵合金、軸承鋼、工模具鋼、高溫合金、鋁合金、銅合金、鈦合金等的強度和塑性提升提供了全新思路。

    Editor's Summary：Producing in situ composite materials with superior strength and ductility has long been a challenge. Here, the authors use lamellar microstructure inherited from casting, rolling, and annealing to produce an ultrafine duplex eutectic high entropy alloy with outstanding properties.

    該成果由上海大學和美國田納西大學合作完成，其中上海大學為第一署名單位，上海大學鐘云波教授、任維麗教授和田納西大學Peter K. Liaw教授為共同通訊作者，鐘云波教授指導的上海大學18級博士生（博士一年級）時培建同學為第一作者，上海大學材料學院鄭天祥博士、任忠鳴教授、侯雪玲教授、田納西大學高燕飛教授、上海大學微結構中心彭建超實驗師、胡鵬飛高級實驗師為合作署名作者。這也是上海大學材料學院省部共建高品質特殊鋼冶金與制備國家重點實驗室、上海市鋼鐵冶金新技術開發(fā)及應用重點實驗室首次在Nature Communications雜志發(fā)表論文。這同時也是在徐匡迪院士提出的“聚焦行業(yè)今后10-20年中面臨關鍵科學問題展開研究”的戰(zhàn)略思想指導下，上海大學冶金學者取得的又一進展。

    該工作得到國家科技部十三五重點研發(fā)計劃重點項目（2016YFB0300401）、國家自然科學基金大科學裝置聯(lián)合基金重點項目（U1732276）和鋼鐵聯(lián)合基金重點項目（U1860202）、上海市科學技術委員會重點基礎研究項目（No. 15520711000）的資助。

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責任編輯：殷鵬飛

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