近日，長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)冉旭課題組與河海大學(xué)相關(guān)團(tuán)隊(duì)的合作成果以“梯度納米雙相結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)雙相不銹鋼優(yōu)異強(qiáng)塑性（“Designing gradient nanograined dual-phase structure in duplex stainless steel for superior strength-ductility synergy”）”為題發(fā)表在材料領(lǐng)域權(quán)威期刊Journal of Materials Science & Technology （IF=10.9）上。長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)博士研究生許松松為第一作者，韓英、冉旭教授以及河海大學(xué)孫甲鵬副研究員為共同通訊作者。

全文傳送：https://doi.org/10.1016/j.jmst.2023.06.026

金屬結(jié)構(gòu)材料強(qiáng)度的提高往往以犧牲塑性為代價(jià)，反之亦然。如何協(xié)調(diào)強(qiáng)塑性矛盾是金屬材料領(lǐng)域的核心問題和研究熱點(diǎn)。雙相不銹鋼作為一種廣泛使用的金屬結(jié)構(gòu)材料，兼有鐵素體和奧氏體不銹鋼的優(yōu)勢(shì)，如塑韌性好、耐局部腐蝕性強(qiáng)、焊接性能優(yōu)異等。常規(guī)方法（例如軋制等）在提高雙相不銹鋼強(qiáng)度的同時(shí)往往帶來塑性的急劇下降，強(qiáng)塑性矛盾表現(xiàn)突出，嚴(yán)重影響了其工程應(yīng)用。研究團(tuán)隊(duì)提出構(gòu)筑梯度納米雙相異質(zhì)結(jié)構(gòu)的策略以改善雙相不銹鋼的強(qiáng)塑性，并發(fā)展了超聲表面深滾壓組合低溫短時(shí)退火的制備方法。研究表明，梯度納米雙相異質(zhì)結(jié)構(gòu)通過梯度納米結(jié)構(gòu)和層狀雙相結(jié)構(gòu)的相互嵌套形成了顯著的微觀組織異質(zhì)性，促進(jìn)了變形過程幾何必須位錯(cuò)的積累，提高了異質(zhì)變形誘導(dǎo)強(qiáng)化和應(yīng)變硬化作用。室溫單軸拉伸實(shí)驗(yàn)表明，梯度納米雙相異質(zhì)結(jié)構(gòu)2101不銹鋼獲得了約1 GPa的屈服強(qiáng)度和約23.4%的延伸率。本研究為開發(fā)兼具高強(qiáng)度和高塑性的先進(jìn)結(jié)構(gòu)鋼提供了新的思路。

圖1 加工示意圖及梯度納米雙相結(jié)構(gòu)2101雙相不銹鋼截面EBSD分析結(jié)果

圖2 梯度納米雙相結(jié)構(gòu)2101雙相不銹鋼截面TEM圖像

圖3 梯度納米雙相結(jié)構(gòu)2101雙相不銹鋼的力學(xué)性能