Исследователи из Хунаньского университета (Китай) совместно с учёными из Городского университета Гонконга разработали новый механизм упрочнения высокоэнтропийных сплавов (ВЭС), позволяющий одновременно повысить их прочность и пластичность — свойства, которые традиционно находятся в противоречии друг с другом.
Команда учёных, включая профессора Фан Цихуна (Hunan University) и профессора Ян Ёна (City University of Hong Kong), обнаружила, что неоднородные поля упругих деформаций в кристаллической решётке ВЭС могут одновременно:
• повышать предел текучести, ограничивая движение дислокаций;
• улучшать пластичность, способствуя перекрёстному скольжению дислокаций.
Этот механизм, названный учёными “упрочнение за счёт неоднородных упругих деформаций” (heterogeneous lattice strain strengthening), был подтверждён экспериментально с использованием высокоразрешающей трансмиссионной электронной микроскопии и численного моделирования методом дискретной динамики дислокаций.
Открытие имеет важное значение для металлургии, особенно в разработке новых сплавов, сочетающих высокую прочность и пластичность. Это особенно актуально для:
• аддитивного производства (3D-печать металлических изделий), где ВЭС используются для создания сложных конструкций с заданными свойствами;
• энергетической и аэрокосмической промышленности, где требуются материалы, способные выдерживать экстремальные условия эксплуатации.
В частности, Хунаньский университет участвует в исследованиях, посвящённых 3D-печати ВЭС, включая методы лазерного наплавления и электронно-лучевого плавления, что позволяет создавать изделия с высокой точностью и улучшенными механическими характеристиками.
Профессор Лэй Чжифэн из Хунаньского университета также активно занимается изучением ВЭС, включая:
• аморфизацию под действием упругих деформаций, что может влиять на механические свойства сплавов;
• локальные химические флуктуации, способствующие улучшению пластичности;
• упрочнение за счёт короткодействующего химического порядка, что может повысить прочность сплавов .
Эти исследования открывают новые возможности для создания высокоэффективных материалов с уникальными свойствами, востребованных в различных отраслях промышленности.
По сообщению пресс-службы Хунаньского университета