梯度结构高熵合金

强度提升110%

通过循环扭转引入梯度位错密度与孪晶，在宽应变率范围内实现异质区域间的强度反转与可持续动态强化。

Taifeng, Cao · Jiao, Mengxue · Zhang, Tuanwei · Shiyu, Du · Zhouzhu, Mao · 皮爱国 · 熊仁龙 · Shengguo, Ma · 李志强 · 王志华

Journal of Alloys and Compounds 2026

参数信息

屈服强度提升幅度

110.4 %

断裂延伸率

41.4 %

应变率测试范围

10⁻⁴–10³ /s

技术优势

强韧性兼得

梯度结构使屈服强度提升110.4%，同时断裂延伸率保持在41.4%，克服了强度-塑性倒置。

动态强化不失效

强度反转使异质区域交替承载，激活可持续的动态强化机制，在宽应变率范围内保持性能。

应变率敏感性可调

梯度结构呈现独特的反向应变率敏感性分布：中心软区更高，边缘硬区更低，为性能调控提供新自由度。

应用场景

• 高强韧合金：提供高强高韧的轻质结构件，替代传统合金在动态载荷下易失效的部件。
• 高熵合金：展示梯度结构在高熵合金中实现强韧性与动态强化，拓展高熵合金应用。
• 国防材料：满足国防部件在高速冲击下的性能要求，提供可靠的力学响应数据。
• 冲击防护：作为冲击防护结构候选材料，利用梯度结构吸收能量并维持结构完整性。