新兴铸管股份有限公司
Xinxing Ductile Iron Pipes Co.
国家材料腐蚀与防护科学数据中心分中心-智慧铸管-耐蚀钢铁材料数据中心
National Materials Corrosion and Protection Data Center
Intelligent Ductile Iron Pipe-Corrosion Resistant Steels Data Center
中文 | Eng 管理后台 数据审核 登录 反馈
PRL刊登浙江大学交叉力学中心在高强高韧HCP高熵合金研究成果
2019-02-26 11:35:15 作者:本网整理 来源:材料人

     【成果简介】


    近日,浙江大学交叉力学中心联合德国马普钢铁研究所提出了运用高熵合金(HEA)概念设计新型高性能密排六方(HCP)合金的理念。相关成果以“Nonbasal slip systems enable a strong and ductile hexagonal-close-packed high-entropy phase”为题发表在《Physical Review Letters》杂志上。交叉力学中心博士生卜叶强和马普钢铁研究所李志明博士为共同第一作者,交叉力学中心王宏涛教授、刘嘉斌副教授和马普钢铁研究所Dierk Raabe 教授为共同通讯作者,共同作者还有交叉力学中心的杨卫院士。

    Mg、Ti等HCP金属具有独特的物理化学力学性能,在科学技术领域和国民社会经济上具有重要地位。尤其是Mg以其地球储量丰富、轻质高强性质被誉为21世纪最有前途的工程材料。然而与面心立方和体心立方结构的金属相比,传统HCP金属滑移系较少,其塑性较差,极大地限制了生产加工制造。HCP金属所能开启的滑移系与其晶体结构的轴比密切相关,对于轴比较大的金属如Mg、Zn等,其内部位错主要在基面上滑移;而对于轴比较小的金属如Ti、Zr等,其内部位错主要在柱面上滑移。这种位错单一地在基面或者柱面上的滑移难以实现材料的均匀塑性变形。调控HCP金属的轴比以激活锥面位错滑移是获得高性能HCP金属的关键。已有研究表明,添加适当的合金元素是调控HCP轴比的有效方法。传统合金设计中溶质浓度有限,因此轴比的调控范围较小。高熵合金设计思路打破了传统合金单一主元束缚,含有多种主要元素,其合金元素浓度远高于传统合金,显着拓展了HCP轴比的调控范围。研究团队发现Fe50Mn30Co10Cr10高熵合金中HCP 相表现出很好的塑性变形能力,X射线衍射结果表明该HCP相的轴比显着低于理论值。通过透射电子显微镜原位拉伸实验,发现该HCP相在变形过程中锥面滑移系的位错运动活跃。基于大量的透射电子显微镜表征,统计出该HCP相中包含高达31%的非基面位错。

    基于该合金设计方法,有望运用高熵合金思路对传统HCP金属进行轴比的大幅调整,开发出高韧性高成型能力的新型HCP合金。

    【图文导读】

    图1.  原位透射电子显微镜表征表明HCP相中的非基面位错滑移被激活。
 
1.jpg

    图2.  非原位透射电子显微镜表征表明HCP相中存在大量非基面位错。
 
2.jpg

    图3.  通过与传统镁、钛合金的比较,表明高熵HCP相因其含高溶质浓度使得轴比得到大幅调整处在能够激发多滑移系的区域。
 
3.jpg

    浙江大学交叉力学中心由杨卫院士牵头创建。中心以力学为牵引,实现各学科交叉融合,孕育新的学科增长点,研究方向包括力学与人工智能交叉、力学与材料基因交叉以及力学与电子信息交叉,形成基础研究,工程应用和前沿技术三大特色。

    原文链接:

    https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.122.075502
 
 
 

免责声明:本网站所转载的文字、图片与视频资料版权归原创作者所有,如果涉及侵权,请第一时间联系本网删除。

关于国家科技资源服务平台

国家科技基础条件平台中心是科技部直属事业单位,致力于推动科技资源优化配置,实现开放共享,其主要职责是:承担国家科技基础条件平台建设项目的过程管理和基础性工作;承担国家科技基础条件平台建设发展战略、规范标准、管理方式、运行状况和问题的研究,以及国际合作与宣传、培训等工作;承担科技基础条件门户系统的建设与运行管理工作;参与对在建和已建国家科技基础条件平台项目的考核评估和运行监督工作。

国家科技资源服务平台相关网站


国家材料腐蚀与防护科学数据中心

国家高能物理科学数据中心

国家基因组科学数据中心

国家微生物科学数据中心

国家空间科学数据中心

国家天文科学数据中心

国家对地观测科学数据中心

国家极地科学数据中心

国家青藏高原科学数据中心

国家生态科学数据中心

国家冰川冻土沙漠科学数据中心

国家计量科学数据中心

国家地球系统科学数据中心

国家人口健康科学数据中心

国家基础学科公共科学数据中心

国家农业科学数据中心

国家林业和草原科学数据中心

国家气象科学数据中心

国家地震科学数据中心

国家海洋科学数据中心