我国科学院力学所提出一种加工硬化新战略并发明记载级力学功能

　　金属资料永久的力学功能追求是一起兼具高强度和大塑性。但是，高强度往往导致低塑性瓶颈，其原因是高强度下位错难以构成并贮存，严峻降低了加工硬化才能。为此，我国力学研讨所武晓雷研讨员领导的研讨团队，提出了一种加工硬化新战略，即使用并操控已发生的塑性失稳完成加工硬化，并据此战略取得了记载级力学功能。

　　加工硬化是金属结构资料拉伸塑性的根底，其条件是拉伸变形时在晶粒内部构成、增殖并贮存的位错位错之间以及位错与界面和分出持平的交互作用引起的加工硬化。当晶粒细化至纳米标准时，晶粒内部则很难发生并贮存位错，降低了加工硬化才能，引起低塑性瓶颈。在高强度纳米结构金属中，怎么构成并贮存位错是完成其加工硬化的难题，更是应战。近年来，少量超强钢和多主元合金取得了2 GPa左右的屈从强度和大于10%的拉伸塑性。上述合金，要么是易于发生马氏体相变的亚稳态结构，要么内部具有高密度的纳米分出相。但是，在大多数传统合金中，既没有纳米分出相也不存在马氏体相变，假如这些合金的屈从强度被提高至2.0 GPa左右，其加工硬化才能不行的问题依然没有正真取得处理。

　　在这项作业中，团队制备了多主元VCoNi合金纳米结构，面心立方结构的纳米晶粒包括亚纳米标准化学短程有序和第二相L12金属间化合物。纳米结构的初始拉伸变形是吕德斯带（Lders band）扩展，研讨人员发现：一旦吕德斯带开端扩展，在其前端就已发生了塑性失稳、即前期颈缩（premature necking），在颈缩处随即构成了三轴应力状况，促进了高密度位错的快速发生，其间位错密度增量为9.3×1014m-2，位错增殖速度为4.6×1013m-2s-1。这些位错引起了林位错加工硬化和异质变形诱导硬化，后者是几许必需位错与化学短程有序的应变场之间交互作用的成果。在吕德斯带扩展过程中，加工硬化体现出关键作用反过来按捺并安稳住了吕德斯带的失稳扩展，还能使纳米结构能够进行均匀变形。据此，研讨人员克服了高强纳米结构的低塑性瓶颈，得到屈从强度2.0 GPa和拉伸塑性16%的室温准静态拉伸功能，这两个功能在极点低温（即液氦和液氮温度）下提高到了史无前例的2.2 GPa和20%。这些成果展示了一个另辟蹊径的加工硬化战略，即“低加工硬化才能引起前期塑性失稳失稳则诱导位错发生和加工硬化加工硬化反过来按捺失稳”，是一个“按捺失稳”而非传统“推延失稳”的加工硬化战略。

　　此作业拓宽了长期以来教科书中关于吕德斯带变形的传统了解，提醒了高强纳米结构中之前不知道的吕德斯带变形物理，并为研制高力学功能化金属资料及其极点环境使用供给了新思路。（来历：科学网）