近年來(lái)，研究發(fā)現(xiàn)異質(zhì)結(jié)構(gòu)材料可以有效調(diào)節(jié)強(qiáng)度與塑性，表現(xiàn)出了很高的潛力。異質(zhì)結(jié)構(gòu)材料中的粗晶/軟相和細(xì)晶/硬相會(huì)形成“軟”和“硬”不同的區(qū)域;這些異質(zhì)區(qū)在材料變形過(guò)程中，形成不均勻變形，在軟區(qū)形成背應(yīng)力，在硬區(qū)形成前應(yīng)力，它們共同導(dǎo)致異質(zhì)變形誘導(dǎo)(HDI)強(qiáng)化效應(yīng)，同時(shí)保持良好的延展性。
研究人員通過(guò)激光輔助增材制造(LAAM)，采用非層狀空間結(jié)構(gòu)沉積AISI 420不銹鋼和C300馬氏體時(shí)效鋼結(jié)合的異質(zhì)結(jié)構(gòu)高強(qiáng)鋼，大大改善了材料的整體性能。研究人員獲得的空間異質(zhì)結(jié)構(gòu)高強(qiáng)鋼具有約1.6GPa的高抗拉強(qiáng)度和8.1%的斷裂延伸率，具有良好的強(qiáng)度—延性組合，且強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于片層狀異質(zhì)結(jié)構(gòu)材料。通過(guò)對(duì)該材料力學(xué)性能的多尺度評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)空間異質(zhì)結(jié)構(gòu)高強(qiáng)鋼的優(yōu)異性能源自于材料混合規(guī)則效應(yīng)(ROM)和異質(zhì)變形誘發(fā)強(qiáng)化效應(yīng)(HDIS)。
“研究表明，使用LAAM技術(shù)可開發(fā)具有空間結(jié)構(gòu)、性能可調(diào)的異質(zhì)結(jié)構(gòu)材料。”該論文第一通訊作者畢貴軍表示，該研究工作得到了廣東省科學(xué)院建設(shè)國(guó)內(nèi)一流研究機(jī)構(gòu)行動(dòng)專項(xiàng)資金項(xiàng)目資助。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1016/j.ijmachtools.2021.103817
