近日，长春工业大学与河海大学相关团队的合作成果以“梯度纳米双相结构实现双相不锈钢优异强塑性（“Designing gradient nanograined dual-phase structure in duplex stainless steel for superior strength-ductility synergy”）”为题发表在材料领域权威期刊Journal of Materials Science & Technology （IF=10.9）上。长春工业大学博士研究生许松松为第一作者，韩英、冉旭教授以及河海大学孙甲鹏副研究员为共同通讯作者。

金属结构材料强度的提高往往以牺牲塑性为代价，反之亦然。如何协调强塑性矛盾是金属材料领域的核心问题和研究热点。双相不锈钢作为一种广泛使用的金属结构材料，兼有铁素体和奥氏体不锈钢的优势，如塑韧性好、耐局部腐蚀性强、焊接性能优异等。常规方法（例如轧制等）在提高双相不锈钢强度的同时往往带来塑性的急剧下降，强塑性矛盾表现突出，严重影响了其工程应用。研究团队提出构筑梯度纳米双相异质结构的策略以改善双相不锈钢的强塑性，并发展了超声表面深滚压组合低温短时退火的制备方法。研究表明，梯度纳米双相异质结构通过梯度纳米结构和层状双相结构的相互嵌套形成了显著的微观组织异质性，促进了变形过程几何必须位错的积累，提高了异质变形诱导强化和应变硬化作用。室温单轴拉伸实验表明，梯度纳米双相异质结构2101不锈钢获得了约1 GPa的屈服强度和约23.4%的延伸率。本研究为开发兼具高强度和高塑性的先进结构钢提供了新的思路。

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.jmst.2023.06.026

图1 加工示意图及梯度纳米双相结构2101双相不锈钢截面EBSD分析结果

图2 梯度纳米双相结构2101双相不锈钢截面TEM图像

图3 梯度纳米双相结构2101双相不锈钢的力学性能