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遇強(qiáng)更強(qiáng),！科研人員為金屬植入“梯度防撞墻” 科技前線 突破抗棘輪損傷瓶頸

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2025-04-05 10:06:25  IT之家

疲勞是金屬材料最常見的失效形式之一,，尤其在承受循環(huán)應(yīng)力或交變載荷的工程結(jié)構(gòu)中更為突出,。循環(huán)蠕變（棘輪效應(yīng)）是一種嚴(yán)重的疲勞變形現(xiàn)象,。

遇強(qiáng)更強(qiáng),！科研人員為金屬植入“梯度防撞墻” 科技前線

傳統(tǒng)高強(qiáng)度材料常伴隨循環(huán)軟化和應(yīng)變局域化,，這兩種現(xiàn)象耦合會(huì)加劇棘輪效應(yīng),，導(dǎo)致構(gòu)件過早疲勞失效,。因此,，提高高強(qiáng)度金屬材料的抗循環(huán)蠕變損傷能力一直是材料工程領(lǐng)域的重要挑戰(zhàn),。

遇強(qiáng)更強(qiáng)！科研人員為金屬植入“梯度防撞墻” 科技前線 突破抗棘輪損傷瓶頸

近期,，中國科學(xué)院金屬研究所沈陽材料科學(xué)國家研究中心盧磊研究員團(tuán)隊(duì)與美國佐治亞理工學(xué)院朱廷教授合作,，在這一難題上取得了重要進(jìn)展。相關(guān)研究成果于2025年4月4日在《科學(xué)》周刊在線發(fā)布,。

研究團(tuán)隊(duì)通過在傳統(tǒng)304奧氏體不銹鋼中引入空間梯度序構(gòu)位錯(cuò)胞結(jié)構(gòu),，成功實(shí)現(xiàn)了高強(qiáng)度與優(yōu)異抗循環(huán)蠕變性能的結(jié)合。這種處理方法使屈服強(qiáng)度提升了2.6倍,，同時(shí)相較于相同強(qiáng)度的不銹鋼及其他合金,，其棘輪應(yīng)變速率降低了2-4個(gè)數(shù)量級(jí)，突破了結(jié)構(gòu)材料抗棘輪損傷性能難以提升的瓶頸,。

引入梯度位錯(cuò)結(jié)構(gòu)的方式類似于“擰麻花”,。科研人員通過控制金屬往復(fù)扭轉(zhuǎn)的特定工藝參數(shù),，在其內(nèi)部形成一種空間梯度有序分布的穩(wěn)定位錯(cuò)胞結(jié)構(gòu),。這種結(jié)構(gòu)能夠阻礙位錯(cuò)的移動(dòng),，相當(dāng)于在金屬材料內(nèi)部植入了亞微米尺度的三維“防撞墻”筋骨網(wǎng)絡(luò)。

(責(zé)任編輯：于浩淙 zx0176)
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