近日重点实验室骨干教师周金华博士以我校为第一单位，联合美国加州大学伯克利分校Robert O. Ritchie教授和上海交通大学、深圳务实研究院、大连理工大学等研究机构的学者在塑性顶刊《International Journal of Plasticity》发表重要研究成果。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.ijplas.2023.103813

该研究阐明了层状结构材料的塑性机制如图1所示。当晶界强度超过晶内强度时，裂纹将沿着层状晶界不断扩展，最终导致分层断裂。当晶内强度超过晶界强度时，裂纹将通过晶界的相对滑动不断形成，大量细小裂纹将沿层状边界纵向萌生和扩展。两种条件下裂纹均沿着层状晶界纵向扩展。由此产生的裂纹纵向延伸显著减少了局部应力集中，促进了塑性变形，从而显著提高了材料的塑性。采用这种分层延展性机制与界面强化和沉淀强化相结合，用于核包层结构的中国低活化马氏体（CLAM）钢的强度提高了25%，而伸长率没有损失（图2）。目前的分层延展性策略为开发具有超高强度和优异塑性的低成本材料提供了一条独特的途径。

图1 层状晶粒结构钢在轧制方向上的塑性机制示意图。

图2 层状晶粒结构CLAM钢室温（a）和600℃（b）屈服强度和最大延伸率与传统等轴RAFM钢和ODS钢对比。

作者简介

周金华，工学博士，讲师，机械学院工程力学教学部教师，机械工程学科团队成员，辽宁省能源电力装备可靠性与健康管理重点实验室骨干成员。2021年9月来校任教，毕业于东北大学材料科学与工程学院，主要研究方向为先进钢铁材料和耐热材料的微观组织调控与室/高温力学性能研究。目前主持辽宁省自然科学基金联合基金（博士科研启动项目）一项， 在Int. J.Plast., Mater. Sci. Eng. A, J. Mater. Sci. Technol., J. Nucl. Mater. 和Int. J. Miner. Metall. Mater等国际著名期刊发表SCI论文多篇。