(記者 王景巍)1月13日，記者從東北大學(xué)獲悉，該校軋制技術(shù)及連軋自動化國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室王國棟院士、袁國教授研究團(tuán)隊(duì)在國際頂級期刊Science上，發(fā)表了在超高強(qiáng)鋼鐵材料增塑機(jī)制及組織創(chuàng)新設(shè)計方面的最新研究成果，這表明了中國在超高強(qiáng)鋼鐵材料領(lǐng)域又取得了新的突破。

  據(jù)悉，強(qiáng)度和塑性的同時提升是鋼鐵材料領(lǐng)域長期以來存在的重大理論難題，也是從基礎(chǔ)研究到技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用實(shí)踐的瓶頸。尤其當(dāng)強(qiáng)度達(dá)到2000 MPa級別時，塑性出現(xiàn)斷崖式下降，均勻延伸率普遍低于10%，其根本原因在于傳統(tǒng)馬氏體的初始高密度位錯難以繼續(xù)增殖，且無序排列的幾何取向結(jié)構(gòu)微觀塑性變形極不均勻，容易產(chǎn)生局部應(yīng)力/應(yīng)變集中。因此，探索新的增塑機(jī)制，以節(jié)約型合金設(shè)計和簡單高效的制備工藝，獲得低成本高塑性的2000 MPa超高強(qiáng)鋼仍然是巨大挑戰(zhàn)。

  面對上述挑戰(zhàn)，東北大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新提出“馬氏體拓?fù)鋵W(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計+亞穩(wěn)相調(diào)控”協(xié)同增塑新機(jī)制，成功制備出系列低成本C-Mn系新型超高強(qiáng)鋼，打破了超高強(qiáng)鋼對復(fù)雜制備工藝和昂貴合金成分的依賴，也突破了現(xiàn)有2000 MPa級馬氏體高強(qiáng)鋼抗拉強(qiáng)度—均勻延伸率的性能邊界，實(shí)現(xiàn)了1600~1900 MPa屈服強(qiáng)度，2000~2400 MPa抗拉強(qiáng)度和18%~25%均勻延伸率的極致性能。

  此外，突破金屬材料性能極限是近年來材料領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)與難點(diǎn)。

  該研究提出了馬氏體/奧氏體多層次結(jié)構(gòu)設(shè)計新理念，充分挖掘材料潛力，加深了對馬氏體結(jié)構(gòu)調(diào)控以及變形機(jī)理的理解和認(rèn)識，對推動低成本、大尺寸超高強(qiáng)塑性鋼鐵材料的制備和應(yīng)用具有重大現(xiàn)實(shí)意義。該研究不僅對于鋼鐵材料，也為其他超高強(qiáng)塑性金屬材料的開發(fā)制備提供了新的研究思路。

  據(jù)相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，東北大學(xué)軋制技術(shù)及連軋自動化國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室長期開展先進(jìn)鋼鐵材料及其加工工藝技術(shù)的研究工作，注重高水平科研平臺建設(shè)，聚焦本領(lǐng)域科技前沿，推進(jìn)國際化合作與交流，強(qiáng)化高水平人才培養(yǎng)，同時注重應(yīng)用需求牽引，持續(xù)深化基礎(chǔ)研究工作。近年來，相繼在高質(zhì)高端鋼鐵材料、綠色加工工藝、數(shù)字化鋼鐵技術(shù)等基礎(chǔ)理論研究與關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新方面不斷取得新突破。(完)