近日，西北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院王錦程教授團(tuán)隊(duì)在雙相合金強(qiáng)韌化方面取得突破性進(jìn)展，提出了雙相合金的相選擇再結(jié)晶概念，實(shí)現(xiàn)了雙相合金力學(xué)性能的顯著提升。相關(guān)成果以“Phase-selective recrystallization makes eutectic high-entropy alloys ultra-ductile”為題，發(fā)表在《自然-通訊》（Nature Communications）上，西北工業(yè)大學(xué)為論文第一單位和通訊單位。

此項(xiàng)工作實(shí)現(xiàn)了我校金屬結(jié)構(gòu)材料研究在Nature系列期刊論文發(fā)表零的突破。西北工業(yè)大學(xué)博士研究生吳慶峰和青年教師何峰教授為共同第一作者，西北工業(yè)大學(xué)王錦程教授、王志軍教授、韓國浦項(xiàng)科技大學(xué)Hyoung Seop Kim為共同通訊作者，西北工業(yè)大學(xué)李俊杰副教授為合作作者。

共晶等雙相合金具有優(yōu)異的鑄造性能、良好的鑄態(tài)力學(xué)性能和組織均勻性，是一類被廣泛應(yīng)用于工業(yè)與生活的重要金屬材料。然而，傳統(tǒng)共晶等雙相合金的延展性有限，制約了其進(jìn)一步強(qiáng)韌化，使其在高強(qiáng)金屬結(jié)構(gòu)材料中逐漸失去優(yōu)勢。針對這一難題，西北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院王錦程教授團(tuán)隊(duì)提出了一種獨(dú)特的相選擇再結(jié)晶概念，可充分激發(fā)雙相合金固有的優(yōu)異加工硬化能力，顯著提升其延展性。以FCC/B2共晶高熵合金為模型，通過調(diào)控兩相應(yīng)變分配與再結(jié)晶行為，獲得了完全再結(jié)晶的軟相嵌在未再結(jié)晶的骨架狀硬相的相選擇再結(jié)晶組織。該組織消除了變形過程中潛在的裂紋源，促進(jìn)合金發(fā)生持續(xù)加工硬化，使其具有高達(dá)35%的均勻延伸率和接近2GPa的斷裂真應(yīng)力。在此基礎(chǔ)上引入傳統(tǒng)強(qiáng)化機(jī)制可實(shí)現(xiàn)合金性能的進(jìn)一步提升。此外，將相選擇再結(jié)晶概念應(yīng)用于A357鑄造鋁合金中獲得了相似的強(qiáng)韌化效果，展示了相選擇再結(jié)晶策略在韌化雙相合金方面的普適性，該工藝對于實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)雙相合金作為高強(qiáng)材料應(yīng)用具有巨大潛力。

圖1相選擇再結(jié)晶工藝、組織與性能.a,多道次中等變形量冷軋與高溫退火相選擇再結(jié)晶工藝.b,鑄態(tài)、完全再結(jié)晶態(tài)與相選擇再結(jié)晶態(tài)合金斷裂組織對比.c,相選擇再結(jié)晶合金室溫拉伸力學(xué)性能與傳統(tǒng)工藝對比

該研究工作得到國家自然科學(xué)基金、陜西省自然科學(xué)基金、西北工業(yè)大學(xué)凝固技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室自主研究課題等項(xiàng)目的支持。

西北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院王錦程教授團(tuán)隊(duì)長期開展材料多尺度模擬計(jì)算、材料基因工程與合金設(shè)計(jì)、高熵合金及增材制造等方面研究工作，在金屬領(lǐng)域頂刊ActaMaterialia和ScriptaMaterialia上發(fā)表論文近30篇，該工作為團(tuán)隊(duì)近期的代表性成果之一。（來源：西北工業(yè)大學(xué)）