近日,有研工研院在體心立方難熔金屬強韌化方面取得重要進展,所開發(fā)的純鉬材料經(jīng)1000~1700℃超高溫退火后,呈現(xiàn)出獨特的再結(jié)晶態(tài)室溫超塑性,突破了體心立方難熔金屬再結(jié)晶脆性的傳統(tǒng)行業(yè)認知。部分研究成果以論文形式發(fā)表于國際*學術(shù)期刊Nature Communications(IF=16.6)(DOI: doi.org/10.1038/s41467-023-44056-7)。
該研究成果由中國有研智能傳感功能材料國家重點實驗室聯(lián)合有色金屬制備加工國家重點實驗室,以及浙江大學、南京理工大學等優(yōu)勢高校共同完成。創(chuàng)新團隊通過粉末冶金、Y型熱軋和熱處理的工藝組合,制備出具有室溫超塑性的完全再結(jié)晶純鉬材料。通過在晶界處設計超低氧濃度消除鉬的本征晶界脆性,且與高比例的<110>//RD織構(gòu)和小角度晶界相結(jié)合,實現(xiàn)了晶內(nèi)位錯網(wǎng)絡的有序演變以及小角度晶界處(≤15°)的位錯穿越。這些因素的協(xié)同作用極大抑制了鉬的晶間脆性斷裂傾向,獲得*高108.7%的室溫總延伸率。該發(fā)現(xiàn)揭示了難熔金屬室溫超塑性變形的新機制,為制造苛刻應用場景所需難熔金屬及合金提供了理論支撐與可行路線。
體心立方難熔金屬具有優(yōu)異的高溫強度,但再結(jié)晶脆性又會導致該材料在高溫或超高溫場景服役后的嚴重失效,因此,如何實現(xiàn)室溫及高溫的強度-塑性協(xié)同提升一直是難熔金屬行業(yè)的共同訴求,也是高溫材料領域的國際研究熱點。多年來,中國有研致力于結(jié)構(gòu)功能一體化稀有金屬材料的創(chuàng)新研發(fā)和工程化應用,取得豐碩成果。本次技術(shù)突破,是中國有研所屬創(chuàng)新平臺與優(yōu)勢高校協(xié)同攻關(guān)、解決行業(yè)共性難題的成功范例,將對相關(guān)領域的工程技術(shù)攻關(guān)與基礎理論研究產(chǎn)生重要推動作用。
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