近期，中國科學院金屬研究所沈陽材料科學國家研究中心盧磊研究員團隊領銜的一項最新科研成果，提出了一種全新的結構設計思路，在成功讓金屬材料保持高強度、高塑性的同時，大幅提升其穩定性。這項成果于北京時間4月4日凌晨在國際學術期刊《科學》發表。
金屬材料在循環載荷下的疲勞失效，是重大工程的安全隱患。“金屬材料不穩定的原因是金屬中存在一種位錯缺陷，當受到單向波動外力時，位錯會移動、積累，逐漸形成不可逆轉的變形和裂紋，最終導致金屬突然斷裂，這種現象也叫棘輪損傷。”盧磊解釋。
盧磊研究員團隊通過控制金屬往復扭轉的特定工藝參數，在金屬材料內部引入一種空間梯度序構位錯胞結構，可以阻礙位錯的移動，使材料屈服強度提升2.6倍，平均棘輪變形速率大幅降低，突破了傳統結構材料抗棘輪損傷性能難以提升的瓶頸。
據介紹，該成果突破了金屬材料強度、塑性、穩定性難以兼得的問題，在多種工程合金材料中展現出廣泛的應用潛力，有望為極端環境下關鍵部件的長壽命和高可靠性服役提供重要保障。（記者吳月輝、郝迎燦）
