近期，中國(guó)科學(xué)院金屬研究所沈陽(yáng)材料科學(xué)國(guó)家研究中心盧磊研究員團(tuán)隊(duì)領(lǐng)銜的一項(xiàng)最新科研成果，提出了一種全新的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思路，在成功讓金屬材料保持高強(qiáng)度、高塑性的同時(shí)，大幅提升其穩(wěn)定性。這項(xiàng)成果于北京時(shí)間4月4日凌晨在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》發(fā)表。 金屬材料在循環(huán)載荷下的疲勞失效，是重大工程的安全隱患。“金屬材料不穩(wěn)定的原因是金屬中存在一種位錯(cuò)缺陷，當(dāng)受到單向波動(dòng)外力時(shí)，位錯(cuò)會(huì)移動(dòng)、積累，逐漸形成不可逆轉(zhuǎn)的變形和裂紋，最終導(dǎo)致金屬突然斷裂，這種現(xiàn)象也叫棘輪損傷。”盧磊解釋。 盧磊研究員團(tuán)隊(duì)通過(guò)控制金屬往復(fù)扭轉(zhuǎn)的特定工藝參數(shù)，在金屬材料內(nèi)部引入一種空間梯度序構(gòu)位錯(cuò)胞結(jié)構(gòu)，可以阻礙位錯(cuò)的移動(dòng)，使材料屈服強(qiáng)度提升2.6倍，平均棘輪變形速率大幅降低，突破了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)材料抗棘輪損傷性能難以提升的瓶頸。 據(jù)介紹，該成果突破了金屬材料強(qiáng)度、塑性、穩(wěn)定性難以兼得的問(wèn)題，在多種工程合金材料中展現(xiàn)出廣泛的應(yīng)用潛力，有望為極端環(huán)境下關(guān)鍵部件的長(zhǎng)壽命和高可靠性服役提供重要保障。