研究背景
随着工程领域的不断发展，对于金属材料的机械性能提升需求日益迫切。在这个过程中，利用第二相来增强合金的机械强度成为了一种重要的研究方向。然而，传统的析出强化技术在一定程度上存在着强度与延性之间的矛盾，尤其是在高强度合金中，这一问题更加突出。因此，科学家们开始关注如何在保持合金高强度的同时提升其延性，这成为了一个重要的研究课题。
在过去的几十年里，析出强化一直是金属材料强化的主要手段之一。这一概念最早是在一个多世纪前的铝合金中引入的，通过淬火和时效等处理方法，可以使得合金中的第二相颗粒均匀分散，从而提高了材料的强度。然而，随着研究的深入，人们发现传统的析出强化机制在某些情况下存在局限性，尤其是在高强度材料中，常常会出现延性不足的问题。
近年来，为了解决这一问题，中南大学王章维教授，宋旼教授和德国马克斯普朗克研究所Dierk Raabe院士等人一直在探索新的强化机制和合金设计策略。其中，一个重要的突破是将传统的Orowan环绕机制转变为位错切割机制。传统上，B2相被认为在拉伸变形中不可剪切，然而通过在轻质复杂组分钢中引入B2金属间化合物，科学家们成功地实现了B2相的切割，从而取得了一定的突破性进展。作者通过在合金中引入特定的第二相，结合合适的处理工艺和组分设计，可以实现材料强度和延性的平衡，从而满足不同工程应用的需求。
科学亮点
（1）实验首次揭示了在轻质复杂组分钢（CCS）中，通过LCO和大量固溶强化，可以使脆性、不相容和无法剪切的B2金属间化合物变得延展。
（2）实验通过改变B2颗粒周围的变形机制，从传统的Orowan环形滑移和位错堆积到颗粒切割的范式转变，成功实现了这一目标。
（3）随着这种方法的应用，新的变形机制为超高强度且延展的金属合金提供了新的设计思路，拓展了金属间化合物相作为延展强化特征的应用前景。
图文解读
图1：分层CCS的微观结构。
图2.CCS的低温机械性能测试。
图3. 位错滑移对LCO和B2颗粒的剪切作用。
图4：CCS在低温拉伸变形过程中的微观结构演变。
科学启迪
本研究Science通过在金属合金中使用细小分散的第二相进行沉淀硬化是结构材料设计中的基本原则。他们报道了这一原则的范式转变，揭示了脆性、不相容和无法剪切的B2金属间化合物可以通过通过LCO和大量固溶强化来强化相邻的奥氏体基体而变得延展。这一范式通过改变B2颗粒周围的变形机制，从Orowan环形滑移和位错堆积到颗粒切割，实现。通过这种方法，他们为该领域增加了一种新的变形机制，为在超高强度但延展的金属合金中应用金属间化合物相作为延展强化特征开辟了机会。
来源： 碳谷
