王锦程教授团队在双相合金强韧化方面新突破

近日，西北工业大学材料学院王锦程教授团队在双相合金强韧化方面取得突破性进展，提出了双相合金的相选择再结晶概念，实现了双相合金力学性能的显著提升。相关成果以“Phase-selective recrystallization makes eutectic high-entropy alloys ultra-ductile”为题，发表在《自然-通讯》（Nature Communications）上，西北工业大学为论文第一单位和通讯单位。

此项工作实现了我校金属结构材料研究在Nature系列期刊论文发表零的突破。西北工业大学博士研究生吴庆峰和青年教师何峰教授为共同第一作者，西北工业大学王锦程教授、王志军教授、韩国浦项科技大学Hyoung Seop Kim为共同通讯作者，西北工业大学李俊杰副教授为合作作者。

共晶等双相合金具有优异的铸造性能、良好的铸态力学性能和组织均匀性，是一类被广泛应用于工业与生活的重要金属材料。然而，传统共晶等双相合金的延展性有限，制约了其进一步强韧化，使其在高强金属结构材料中逐渐失去优势。针对这一难题，西北工业大学材料学院王锦程教授团队提出了一种独特的相选择再结晶概念，可充分激发双相合金固有的优异加工硬化能力，显著提升其延展性。以FCC/B2共晶高熵合金为模型，通过调控两相应变分配与再结晶行为，获得了完全再结晶的软相嵌在未再结晶的骨架状硬相的相选择再结晶组织。该组织消除了变形过程中潜在的裂纹源，促进合金发生持续加工硬化，使其具有高达35%的均匀延伸率和接近2GPa的断裂真应力。在此基础上引入传统强化机制可实现合金性能的进一步提升。此外，将相选择再结晶概念应用于A357铸造铝合金中获得了相似的强韧化效果，展示了相选择再结晶策略在韧化双相合金方面的普适性，该工艺对于实现传统双相合金作为高强材料应用具有巨大潜力。

图1相选择再结晶工艺、组织与性能.a,多道次中等变形量冷轧与高温退火相选择再结晶工艺.b,铸态、完全再结晶态与相选择再结晶态合金断裂组织对比.c,相选择再结晶合金室温拉伸力学性能与传统工艺对比

该研究工作得到国家自然科学基金、陕西省自然科学基金、西北工业大学凝固技术国家重点实验室自主研究课题等项目的支持。

西北工业大学材料学院王锦程教授团队长期开展材料多尺度模拟计算、材料基因工程与合金设计、高熵合金及增材制造等方面研究工作，在金属领域顶刊ActaMaterialia和ScriptaMaterialia上发表论文近30篇，该工作为团队近期的代表性成果之一。（来源：西北工业大学）