仿生中碳钢

屈服强度约3倍

仿生多尺度渗碳体结构有效缓解应力集中，同时保持优异延展性。

Du, Jinliang · 冯运莉 · Liu, Guolong · Liao, Xiaozhou · 张福成

Journal of Materials Science and Technology 2024

参数信息

屈服强度

800 MPa

延展性

21.7 %

强度提升倍数

3

技术优势

强度翻三倍

屈服强度约800 MPa，达到传统碳钢的约3倍，使构件可承受更高载荷而不发生塑性变形。

不牺牲延展性

在强度大幅提升的同时延展性仍达21.7%，避免了高强材料易脆断的问题。

应力集中被分散

仿生多尺度渗碳体通过异质变形诱导硬化与点-线拓扑应力传递缓解微观应力，球状渗碳体分散裂纹尖端应力，抑制裂纹扩展。

工艺简单可量产

采用温轧加短时退火即可获得所需组织，无需复杂设备或多步热处理。

应用场景

• 高强韧性结构钢：用于大型结构件，在承受高载荷的同时避免脆性断裂。
• 轻量化车身材料：强度密度比高，可减薄车身件，实现轻量化和碰撞安全。
• 陶瓷与金属基复合材料：多尺度渗碳体增强机制可为金属基复合材料设计提供仿生思路。
• 抗冲击工程结构：裂纹尖端应力被分散，可延缓裂纹扩展，提高结构抗冲击能力。