利用位錯工程調控金屬材料的力學性能

　　Science&Acta Mater

　　1. 位錯工程簡介位錯作為微觀缺陷的一種，可以提供優化合金力學性能的一種途徑。泰勒硬化定律只規定了以犧牲塑性為代價的高位錯密度強化效果。然而，觀察到的各種位錯形態具有非均質性，這可能會提高綜合力學性能。因此，許多研究者開始著手設計位錯分布和結構。他們主要從事兩個方面的研究:(1)控制位錯形態；(2)揭示位錯形態與力學性能之間的關系2. 位錯控制到目前為止，位錯形態與分布的控制可以通過以下技術來有效的實現：1）固溶偏析固溶偏析是控制位錯最有效的方式之一，位錯在遇到固溶原子后，會在固溶原子附近偏聚，形成柯氏氣團，柯氏氣團會阻礙位錯的運動，從而可以有效的強化合金。例如，氫不僅降低了位錯的成核力和傳播力，而且激活了額外的滑移面。氫還能加速Ni形成小的位錯胞和致密的位錯壁。在鋼中，碳、Mn原子向位錯和GBs的偏析是奧氏體形核和生長的先決條件。2）阻礙位錯運動具有非均質特性的位錯在材料變形中其著重要的作用。位錯胞具有良好的阻位錯能力，增強了合金的應變硬化性能。另一方面，位錯通道使位錯通道或與GBs的交叉處的應變局部化。這種局部化引發了相變，形成了偏析結構。另外。還可以通過降低動態位錯恢復率來提高塑性。3）位錯通道另一方面，位錯通道使位錯通道或與GBs的交點處的應變局部化。這種局部化引發了相變，形成了分區結構。4）位錯胞位錯胞具有良好的阻位能力，增強了合金的應變硬化性能。3. 重要文獻解讀1）M. Kuzmina, M. Herbig, D. Ponge, S. Sandl?bes, D. Raabe. Linear complexions: Confined chemical and structural states at dislocations.

　　Science. 2015 ? VOL 349 ISSUE 6252金屬由于其延展性和強度一直是人類最重要的材料。稱為位錯的線性缺陷攜帶原子剪切步驟，使金屬材料具有可成形性（塑性）。該文主要報告了一種封閉在位錯周圍的化學和結構狀態。在具有提心立方的Fe-9%Mn合金中，發現在熱處理過程中Mn偏析位錯核附近在，隨后形成面心立方區，但沒有進一步生長。該區域與基體處于平衡狀態，并局限于具有共格界面的位錯核內。這種現象類似于界面穩定的結構狀態，稱為表面狀態。對合金進行變形發現一立方米的應變合金包含了非常多的位錯，其密度非常之高，這表明合金元素在位錯附近偏析形成的這種“線性表面”具有強化作用，可以通過偏析和限制的結構狀態發展納米結構并強化合金提供機會。