北理工团队在轻质多主元合金领域取得新进展

近日，金属材料顶级期刊《Acta Materialia》发表北京理工大学材料学院程兴旺教授、张帆教授团队在轻质多主元合金领域的最新研究进展。文章题目为Combining structural and chemical heterogeneities on the nanoscale to enable ductile solid solution with record-high specific strength。北京理工大学材料学院汤庆辉博士为论文的第一作者，北京理工大学材料学院程兴旺教授、张帆教授和西安交通大学马恩教授为通讯作者。

结构异质性与化学异质性设计

异质纳米结构可强化金属材料，同时避免应变硬化和延展性的过度损失。本项工作开创性地将结构异质性与化学异质性在纳米尺度上同步结合，这一点在轻质 (Ti55V30Zr15)95Al5 合金（密度约 5.16 g/cm³）中得到了验证。多主元合金为实现这一目标提供了成分设计空间，但此前这一优势尚未得到利用。同时，这项研究首次证实，LCO引起的微观变形局域化会诱导高密度纳米变形带，且在大压下量室温轧制中可细化为纳米晶粒，从而实现多主元合金中纳米异质结构的构建。最终该合金获得了创纪录的比屈服强度（326 MPa・cm³・g⁻¹），同时保持了超过 10% 的断裂延伸率——这种性能组合在以往的轻质合金中前所未有。本研究的成功展示了一种无需析出相即可实现超常强度的新型异质性策略，为高性能轻质合金开辟了一条固溶体设计路径。

本工作合金（HNA-S+C）展现出优异的比屈服强度—塑性匹配

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.actamat.2025.121270