累积应变梯度异质结构

强塑性协同，耐蚀性同步提升

在IN690/316LN异种接头表面预制梯度位错网络，通过抑制应变局域化同步增强力学性能与耐腐蚀性，适用于核电极端服役条件。

王斌 · Jiawei, Liu · Zhiwei, Qin · Jingkuan, Wang · Ding, Zhijie · Jinkai, Wang · Zhang, Chunbo · Zhijie, Li · 董红刚 · 李朋

Journal of Materials Science and Technology 2026

参数信息

表面硬度提升率

35.15 %

弹性模量提升率

91.4 %

耐磨性提升率

105.3 %

抗拉强度提升值

39.71 MPa

伸长率提升值

5.2 %

钝化膜厚度提升率

84.2 %

有效深度

360 μm

背应力最大提升值

56.1 MPa

技术优势

强度塑性同时提升

梯度位错网络引入异质变形诱导硬化效应，背应力在拉伸过程中显著增大，促进强度与塑性协同。

耐蚀性大幅增强

表面机械滚压诱导的严重塑性变形触发马氏体相变，引入孪晶和层错，促进钝化膜增厚84.2%。

抑制裂纹萌生扩展

预制的梯度位错网络通过抑制应变局域化，显著缓解裂纹的萌生与扩展。

应用场景

• 核电站管道连接：异种金属接头同时获得高强度、高塑性和优异的耐蚀性，可用于核电站一回路管道的可靠连接。
• 异种金属焊接：通过表面机械滚压处理，在异种金属焊接接头表面引入梯度位错结构，有效控制焊接残余应力与缺陷。
• 表面强化：梯度纳米结构表面显著提升材料的耐磨性和硬度，延长部件使用寿命。
• 极端环境结构材料：优化的梯度异质结构在高温、腐蚀等极端条件下保持优异的力学性能和结构完整性。