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近日,我校新资料技术研讨院资料基因工程高精尖创新中心和国度资料腐蚀与防护科学数据中心李晓刚教授和骆鸿教授科研团队,创新耐蚀合金设计理念,发明一种加工性能优异、高强韧、抗腐蚀和抗氢脆断的单相CoNiV合金。该合金室温下抗拉强度超过1Gpa,延长率超过80%,抗稀酸腐蚀才能相似奥氏体不锈钢,抗氢脆断性能远高于现有的绝大部分金属资料及合金,在核电、海洋、氢能、石油化工等领域有着宏大的利用远景。国际有名学术期刊Nature Communications以A strong and ductile medium-entropy alloy resists hydrogen embrittlement and corrosion为题在线报道了这一主要研讨进展,这也是该期刊近年来为数不多报道耐蚀金属资料类的研讨论文。

高强韧、抗稀硫酸腐蚀、抗氢脆断对金属资料的长寿命和服役安全具有主要的意义,不仅是耐蚀金属构造资料领域重大的前沿科学问题,而且属于工程利用的极限。斟酌可加工性、高强韧、抗腐蚀和抗氢脆断之间互相矛盾的难点和特色,研讨团队与韩国高丽大学、德国马普学会团队合作,经过长期攻关,创新合金设计理念,以腐蚀大数据、机器学习和相图计算作为指点合金设计的切入点,高通量删选可行性合金元素,设计出制备工艺简略、加工性能良好、高强韧的单相固溶体合金,实现了高强度与抗腐蚀、抗氢脆断三者的有机统一。该合金综合的性能取决于单相固溶体、低的氢扩散系数、形变进程发生的孪晶组织以及表面的超强耐蚀钝化膜。

图1 合金冷轧退火后的单相固溶体组织形貌和3D-APT图

图2  合金在变形加载后的显微构造变化

图3  合金在硫酸环境中的腐蚀行动和表面钝化膜成分

这一研讨结果大幅度拓宽了高强韧耐蚀合金的设计理念和利用,为开发兼具构造功效一体化高品质耐蚀金属资料开拓了新的道路和方式,标记着我校在耐蚀金属资料领域的科研程度上了一个新台阶。此项工作也得到科技部、国度自然基金委、欧盟第七框架规划经费的支撑。

论文链接:https://www.nature.com/articles/s41467-020-16791-8

(图片:新材院)

(责编:杜嘉庆、邢华超)