N掺杂异构中熵合金

强度韧性两全

通过异质结构设计，在1 GPa以上屈服强度下实现迄今少有的断裂韧性，打破了中熵合金高强度必然牺牲韧性的传统规律。

Liu, Xiaoru · Zhang, Shengde · 冯浩 · 王晶 · 姜萍 · 李花兵 · 袁福平 · 武晓雷

Acta Materialia 2023

具体参数

断裂韧性

{'zh': '91', 'en': '91'} MPa·m^1/2

断裂韧性

{'zh': '168', 'en': '168'} MPa·m^1/2

屈服强度

{'zh': '1.3', 'en': '1.3'} GPa

屈服强度

{'zh': '1.0', 'en': '1.0'} GPa

技术优势

韧性不减

在屈服强度1.3 GPa的异质层状结构中，断裂韧性仍达91 MPa·m1/2，证明高强度下并未牺牲韧性。

强韧协同

位错在林位错强化基础上叠加异质变形诱导硬化，同时化学短程有序与位错交互作用增强裂尖应变硬化，共同提升断裂韧性。

裂尖强化

在畴界处几何必需位错堆积适应裂尖塑性区应变梯度，提出硬度增量积分新参量表征裂尖加工硬化能力，与J积分呈线性关系。

应用场景

• 高强高韧合金：高强度下仍保持高韧性，可用于制造承受极端载荷的关键构件。
• 航空结构材料：在重量敏感且要求抗冲击的航空部件中替代传统高强钢。
• 防护装甲：利用高强高韧组合吸收冲击能量，防止贯穿破坏。
• 低温结构材料：在低温下维持强韧性平衡，可用于液化气体储运结构。