中國(guó)散裂中子源用戶(hù)實(shí)驗(yàn)成果首次在Science發(fā)表
5月8日,中國(guó)散裂中子源(CSNS)用戶(hù)香港大學(xué)機(jī)械工程系黃明欣教授團(tuán)隊(duì)在Science在線(xiàn)發(fā)表題為《Making ultrastrong steel tough by grain-boundary delamination》的論文(DOI: 10.1126/science.aba9413)。論文體現(xiàn)了黃明欣團(tuán)隊(duì)在高強(qiáng)高韌變形分配鋼(D&P鋼)的研發(fā)取得的重要進(jìn)展,這也是CSNS首個(gè)在Science上發(fā)表的用戶(hù)實(shí)驗(yàn)成果。 來(lái)源:中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所 具有優(yōu)異性能的低成本合金材料一直以來(lái)都是汽車(chē)、航空及國(guó)防等工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)與依靠。 然而,材料的強(qiáng)度(承載能力)和斷裂韌性(抗斷裂能力)往往很難同時(shí)兼顧。 黃明欣團(tuán)隊(duì)近年來(lái)與CSNS通用粉末衍射儀(GPPD)團(tuán)隊(duì)合作,對(duì)系列樣品進(jìn)行了系統(tǒng)的表征與研究,以中子衍射為研究手段,深入研究亞穩(wěn)奧氏體、位錯(cuò)這兩者在低成本D&P鋼斷裂行為中扮演的作用。 中子衍射具有高穿透能力、高分辨率、無(wú)損等優(yōu)勢(shì),可用于分析具有織構(gòu)等復(fù)雜材料的組織結(jié)構(gòu)特征。在GPPD團(tuán)隊(duì)的支持下,黃明欣團(tuán)隊(duì)通過(guò)中子衍射譜有效獲得低成本D&P鋼的相體積分?jǐn)?shù)和位錯(cuò)密度等重要的微觀參數(shù)信息(圖1)。 受GPPD數(shù)據(jù)等支持,黃明欣團(tuán)隊(duì)開(kāi)創(chuàng)性地提出高屈服強(qiáng)度誘發(fā)晶界分層開(kāi)裂增韌新機(jī)制,打破了傳統(tǒng)的提高強(qiáng)度會(huì)降低材料斷裂韌性的認(rèn)識(shí)。并且依據(jù)此新機(jī)制獲得了同時(shí)具備極高屈服強(qiáng)度(~2 GPa)、極佳韌性(102 MPa·m1/2)、良好延展性(19%的均勻延伸率)的低成本D&P鋼 (圖2)。 |