当前位置:首页 >> 学术资讯 >> 科研信息

我国学者与海外合作者在金属结构材料领域取得进展

2025/06/03

我国学者与海外合作者在金属结构材料领域取得进展

图 梯度位错结构304奥氏体不锈钢的循环蠕变行为:(A)最大应力(σmax)下的棘轮应变-周次曲线;(B)平均棘轮应变速率与归一化σmax曲线

  在国家自然科学基金项目(批准号:92463302、92163202)等资助下,中国科学院金属研究所卢磊研究员团队与海外科研人员合作在金属结构材料使役行为研究方面取得进展,相关研究成果以“梯度结构钢的优异抗循环蠕变性能(Superior resistance to cyclic creep in a gradient structured steel)”为题,于2025年4月3日发表在《科学》(Science)上。论文链接:https://www.science.org/doi/10.1126/science.adt6666。

  疲劳是金属材料主要的失效形式之一,在承受循环应力或交变载荷的工程结构中表现尤为显著。疲劳失效通常发生在远低于材料屈服强度的应力水平下,具有突发性和隐蔽性,对工程结构安全构成了严重威胁。其中,循环蠕变(棘轮效应)是一种严重的疲劳变形机制,表现为非对称应力循环与非零平均应力作用下循环塑性应变的单向累积,最终导致不可逆转的结构破坏。传统高强度材料常伴随循环软化和应变局域化现象,二者耦合加剧棘轮效应,加速构件过早疲劳失效。提高高强度金属材料的抗循环蠕变损伤能力,已成为材料工程领域亟待解决的重大技术挑战。

  卢磊研究团队与海外合作者共同提出了一种基于梯度位错结构的高强度材料抗疲劳策略,通过在传统304奥氏体不锈钢中引入空间梯度序构位错胞结构,成功实现了高强度与优异抗循环蠕变性能的协同优化。该策略使材料屈服强度提升了2.6倍;与具有相同强度的不锈钢及其他合金相比,其棘轮应变速率降低了2-4个数量级(图),突破了结构材料抗棘轮损伤性能难以提升的技术瓶颈。

  这是该团队继在梯度位错结构合金材料领域取得突破性进展(梯度位错结构高强塑性机制,Science,2021;低温超高应变硬化机制,Science,2023)之后,进一步实现了高强度与优异抗循环蠕变性能的协同提升。梯度序构位错结构作为一种具有普适性的强韧化策略,在多种工程合金材料中展现出广阔的应用前景,将为极端工况下关键部件的长寿命和高可靠性服役提供重要的技术保障。


版权声明:
文章来源国家自然科学基金委员会,分享只为学术交流,如涉及侵权问题请联系我们,我们将及时修改或删除。

相关学术资讯
近期会议

第九届声学、振动、噪声控制国际研讨会(CAVNC 2026)(2026-08-07)

第六届能源演进与电力工程大会:转型·智能·自治(EEPE-TIA 2026)(2026-08-07)

2026年无人机遥感与人工智能国际学术会议(URSAI 2026)(2026-08-08)

2026年智能医学与图像计算国际会议 (IMIC 2026)(2026-08-21)

2026年机械动力学、振动控制与噪声工程国际会议(ICMDVCNE 2026)(2026-08-22)

第七届信号处理、模式识别与计算机科学国际学术会议(SPCS 2026)(2026-08-28)

第十二届能源材料与电力工程国际学术会议 (ICEMEE 2026)(2026-08-28)

第六届互联网金融与数字经济国际学术会议(ICIFDE 2026)(2026-08-28)

第五届IEEE电子信息技术国际学术会议(IEEE-EIT 2026)(2026-08-28)

第六届智能交通系统与智慧城市国际学术会议(ITSSC 2026)(2026-08-28)

2026 能源科学、动力工程与低碳技术国际会议(ESPELT 2026)(2026-8-17)

2026年计算机科学、云计算与数字信号处理国际会议(ICSDP 2026)(2026-9-8)

2026年超导技术、量子器件与低温工程国际会议(STQCE 2026)(2026-9-22)

2026年光学成像、测量与精密仪器国际学术会议(OIMPI 2026)(2026-9-9)

2026智能制造、机械自动化与电子信息国际会议(IMMAEI 2026)(2026-9-18)

2026年智能设计、信息工程与数据驱动国际会议(IDEDA 2026)(2026-8-29)

2026年设计、当代艺术与美学研究国际会议 (ADAR 2026)(2026-9-15)

2026数据科学、人工智能与智慧城市国际会议(IDASC 2026)(2026-8-15)

2026年通信网络、智能电网与物联网国际会议(ICNGT 2026)(2026-9-14)

2026年核材料科学与辐射物理国际会议(NRMP 2026)(2026-8-29)

小贴士:学术会议云是学术会议查询检索的第三方门户网站。它是会议组织发布会议信息、众多学术爱好者参加会议、找会议的双向交流平台。它可提供国内外学术会议信息预报、分类检索、在线报名、论文征集、资料发布以及了解学术资讯,查找会服机构等服务,支持PC、微信、APP,三媒联动。