德國(guó)馬普鋼鐵所提出新型合金設(shè)計(jì)策略

研發(fā)具備超高強(qiáng)度與大塑性變形能力的新型合金是材料領(lǐng)域的重要發(fā)展方向之一。然而，金屬材料的實(shí)際強(qiáng)度通常遠(yuǎn)低于理論值，且合金的均勻塑性變形能力通常隨著強(qiáng)度的提升而降低。德國(guó)馬普鋼鐵所研究團(tuán)隊(duì)提出了一種新的超強(qiáng)高塑性合金設(shè)計(jì)策略：使用具備劇烈晶格畸變的多組元合金作為基體，引入大量間隙固溶元素，從而獲得近理論強(qiáng)度與大塑性均勻變形能力。研究人員借助熱力學(xué)理論指導(dǎo)，結(jié)合高熵合金的過飽和置換固溶體特性，將等原子比TiNbZr 合金作為基體，成功在該合金中引入原子分?jǐn)?shù)12%的間隙O 元素，沒有生成氧化物，合金保持單相體心立方（BCC）結(jié)構(gòu)。這一大量間隙固溶合金具備4.2GPa 的超高屈服強(qiáng)度，接近理論極限和優(yōu)異的均勻塑性變形能力。相關(guān)成果以Massive interstitial solid solution alloys achieve near-theoretical strength為題發(fā)表在Nature Communications上。下圖為大量間隙固溶O 合金的塑性變形機(jī)制。