近日，金屬材料頂級期刊《Acta Materialia》發表北京理工大學材料學院程興旺教授、張帆教授團隊在輕質多主元合金領域的最新研究進展。文章題目為Combining structural and chemical heterogeneities on the nanoscale to enable ductile solid solution with record-high specific strength。北京理工大學材料學院湯慶輝博士為論文的第一作者，北京理工大學材料學院程興旺教授、張帆教授和西安交通大學馬恩教授為通訊作者。
 

結構異質性與化學異質性設計
 

　　異質納米結構可強化金屬材料，同時避免應變硬化和延展性的過度損失。本項工作開創性地將結構異質性與化學異質性在納米尺度上同步結合，這一點在輕質 (Ti55V30Zr15)95Al5 合金(密度約 5.16 g/cm3)中得到了驗證。多主元合金為實現這一目標提供了成分設計空間，但此前這一優勢尚未得到利用。同時，這項研究首次證實，LCO引起的微觀變形局域化會誘導高密度納米變形帶，且在大壓下量室溫軋制中可細化為納米晶粒，從而實現多主元合金中納米異質結構的構建。最終該合金獲得了創紀錄的比屈服強度(326 MPa?cm3?g?1)，同時保持了超過 10% 的斷裂延伸率——這種性能組合在以往的輕質合金中前所未有。本研究的成功展示了一種無需析出相即可實現超常強度的新型異質性策略，為高性能輕質合金開辟了一條固溶體設計路徑。
 

本工作合金(HNA-S+C)展現出優異的比屈服強度—塑性匹配