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金属基材料的力学性能受氢的影响最为严重，因而长期以来受到工业界和学术界的广泛关注。人们发现氢降低材料塑性发生在几乎所有重要的金属与合金中，是一个普遍的现象，并给这种现象起了一个专有名字：氢脆。
氢脆现象是阻碍高强钢广泛使用的一大因素，氢在诸如燃料电池之类的能源领域也具有重要应用。...
7个月前 (05-05) 6441℃
激光粉末床熔融(LPBF)是近年发展起来的一种增材制造(AM)技术，通过使用激光束选区熔化连续的粉末层，能够制备具有复杂结构的部件。LPBF技术具有很多优点，诸如具有不需要模具，材料利用率高，生产所用周期短等优点。然而，Al-Zn-Mg-Cu合金熔化流动性差、反射率及热导率高使得...
2年前 (2023-05-04) 18162℃
腐蚀指的是由材料与环境介质之间的化学物理反应所导致的材料自身的变质和损坏。材料腐蚀问题遍及国民经济的方方面面，影响着从交通运输、机械生产到能源、航空航天等工程系统的安全性和耐用性。常见的腐蚀包括金属表面的锈。据估计，一些工业发达国家由于腐蚀所造成的经济损失大概是其每年国民生产总值...
2年前 (2023-02-27) 20307℃
金属增材制造技术也被称为3D打印技术，因其具有区别于传统成形方式的逐点逐层成形工艺特点，使得复杂零部件的直接制造成为可能，在航空航天等高端制造领域受到广泛关注。然而，由于其成形过程中极高的温度梯度，最终形成的宏观晶粒往往为柱状晶粒，其显微组织和力学性能呈现出强烈的各向异性，即平行...
3年前 (2022-05-21) 19896℃
当金属材料内部的晶粒尺寸减小至纳米尺度，材料的强度将依Hall-Petch关系大幅度提高。但当纳米晶金属塑性变形时,位错变得极难在如此小的晶粒内部保留下来，导致材料丧失应变硬化能力，很容易发生塑性变形局域化而失稳。
近期，由吉林大学、西安交通大学、悉尼大学、南京理工大学等组成的研...
3年前 (2022-04-14) 18330℃
越来越严格的交通运输温室气体排放法规促使人们努力重新审视用于车辆的材料。飞机上经常使用的高强度铝合金有助于减轻汽车的重量，但容易受到环境恶化的影响。氢脆化通常被认为是罪魁祸首。然而，导致氢脆失效的确切机制尚不清楚：对合金内部的氢进行原子级分析仍然是一个挑战，这阻碍了采用合金设计策...
3年前 (2022-02-17) 13548℃
晶粒细化至超细晶（d＜1μm）甚至纳米晶（d＜100nm）尺度是在不改变合金成分的前提下，大幅提升金属材料强度的重要途径。特别是对于316 型奥氏体不锈钢这类广泛应用于汽车、建筑和核工业等领域，需要同时兼具结构强度和抗腐蚀性的材料，晶粒细化能在显著提高强度的同时，避免其他强化方法...
3年前 (2022-01-13) 10677℃
高性能结构材料的设计一直致力于追求卓越的力学强度、延展性和热稳定性，然而这些性能通常难以兼得。虽然晶体-非晶复合合金通常具备比非晶态合金更高的延展性，但是晶体-非晶界面容易促进异质形核，不利于晶体-非晶复合合金的热稳定性。
针对以上难点，来自德国马克斯普朗克钢铁研究所（马普所...
3年前 (2021-11-15) 11604℃
编辑推荐：在纯Ti中通过低温力学过程，构建多层次纳米孪晶结构，显著提高了其抗拉强度和延展性。纯钛达到了接近2GPa的极限拉伸强度和77K下接近100%的真实失效应变。多尺度孪晶结构的热稳定性可达873K，这高于极端环境中许多应用的临界温度。与力学性能相似、价格昂贵的高熵合金相比...
3年前 (2021-09-17) 11325℃
零热膨胀(ZTE)合金，具有独特的尺寸稳定性、高的热导率和电导率等特点。然而，它们在热和应力下的实际应用受到其固有脆性的限制，因为零热膨胀(ZTE)和塑性通常是单相材料所独有的。此外，ZTE合金的性能对成分的变化非常敏感，常规的合成方法，如合金化或多相设计，来提高其热性能和力学性...
3年前 (2021-08-28) 9387℃
金属材料的强度和抗氢脆之间的矛盾，是设计在含氢环境中工作的轻质可靠结构组件的内在障碍。因此，必须要找到经济可扩展的微观结构解决方案来应对这一挑战。
在此，来自德国马普所的Binhan Sun & Dierk Raabe等研究者，引入了一种违反直觉的策略：设计和利用材料微结...
3年前 (2021-07-09) 8949℃
通常，具有面心立方(fcc)结构的中、高熵合金，具有较高的拉伸延展性和优良的韧性，但室温强度较差。尽管可以通过晶界孪晶界、溶质原子和析出相等阻碍位错运动，提高其强度。但与此同时会降低延展性，且析出相也会阻碍相变。
在此，来自美国橡树岭国家实验室的Ying Yang & E...
3年前 (2021-07-08) 7572℃
编辑推荐：本研究在锆合金第二相中首次观察到的非典型的特殊U型层错，并对其形成机制进行的讨论。不同于现有文献报道的锆合金第二相内部直线型层次错或者交叉层错，首次观察到了更加复杂的U型层错，并根据相关观察结果提出了一个几何模型对这种缺陷的形成机制进行了讨论。相关研究结果对于...
3年前 (2021-06-24) 8655℃
双相(DP)钢因其出色的强度/延展性和轻量化潜质而广泛用于汽车行业，DP钢具有复合微观组织，该组织通常为马氏体组织（第二相）以岛状弥散分布在铁素体基体上，偶尔包含贝氏体。拉伸性能在很大程度上取决于马氏体的体积分数。它的三维特征，即相的空间和形态分布具有一定断裂特性。例如，沿轧制方...
4年前 (2021-06-10) 5370℃
随着工业市场经济的高速发展，化石燃料的过度开采及使用所造成的全球生态环境危机已经成为人类命运共同体需要面临的首要挑战。今年，习近平主席在第75届联合国大会提出了我国在2030年前实现“碳达峰”、2060年前实现“碳中和”的总体战略目标。氢能,作为最具可持续性和可再生的绿色能源，将...
4年前 (2021-06-04) 7095℃
随着新能源车的快速发展，汽车减重、提高安全性及降低成本都是发展制胜的关键，制造廉价高强塑性钢材就成为重中之重。目前全球汽车行业每年对先进高强钢的需求达到了数千万吨，低成本、高强塑性一直是汽车用钢的发展趋势。然而钢的强度和塑性通常倒置，即强度的提高将导致塑性的下降。过去的研究通常通...
4年前 (2021-04-24) 6669℃
编辑推荐：通过环境透射电子显微镜内的原位弯曲实验并结合原子尺度模拟计算，西安交大材料学院单智伟研究团队发现并提出在金属铝中由于局部塑性变形引发小角晶界的动态形成从而促进材料氢脆断裂的新机制。
金属的氢脆问题在各种工业应用中普遍存在，并经常导致关键金属构件在无征兆情况下发生突然断裂...
4年前 (2021-04-02) 6531℃
如何获得高强度和耐蚀性能兼备的高性能不锈钢，是我国面临的35项“卡脖子”技术难题之一。传统的马氏体时效钢虽然具有较高的强度，但存在成本高、耐蚀性差等缺点，这一直制约着这类材料的发展。因此，如何在维持优异力学性能的前提下，降低材料成本、提高耐腐蚀性能是新一代马氏体时效钢的研究重点和...
4年前 (2021-03-10) 7347℃
编辑推荐：去合金可在金属中产生空隙，从而减轻材料的重量。 然而，当固体分数低于约30％时，机械性能迅速降低。 本文发现的两阶段去合金步骤可以制造固体分数低至12％的Ag-Au合金。 出乎意料的是，该过程不会降低机械性能，同时允许合成大块样品。 该策略应适用于其他合金系统，为制备高...
4年前 (2021-03-05) 6521℃
编辑推荐：这是北科大吕昭平团队自2017年以来发表的第三篇Nature。本文报道了一种在孪生诱导塑性钢（TWIP）中大规模制备超细晶结构的简便方法，屈服强度达到约710MPa，均匀延展率为45％，拉伸强度约为2000MPa。而且该制备工艺很容易应用于现有工业生产线。
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4年前 (2021-02-10) 5669℃
