研究製備出超強且性能穩定的納米晶奧氏體鋼

燕山大學亞穩材料製備技術與科學國家重點實驗室清潔納米能源中心教授沈同德團隊與國內外科學家合作，針對奧氏體鋼強度偏低、輻照後易腫脹以及納米晶金屬高溫下晶粒易長大等問題，創新性地通過界面元素偏聚及納米析出釘扎，製備出超強且具有優異的熱與輻照穩定性的塊體304L納米晶奧氏體鋼，相關研究成果於12月19日在線發表於《自然—通訊》。

納米晶金屬的熱穩定性通常較差，致使其高溫加工成型及應用受到很大的限制。研究人員利用稀土鑭元素的摻雜以及高溫高壓合成技術，開發出塊體納米晶/納米析出304L奧氏體鋼，納米晶粒尺寸約40納米，納米析出尺寸約5納米，納米析出密度高達5′1023m-3。該納米晶奧氏體鋼屈服強度高達2500 MPa，遠超粗晶304L奧氏體鋼數百MPa的屈服強度。該納米鋼具有極高的熱及輻照穩定性。

實驗觀察表明，該納米鋼的超高熱穩定性可歸因於晶界上鑭元素偏聚在熱力學方面、大量細小的納米析出釘扎在動力學方面分別穩定化納米晶粒兩種因素。團簇動力學模擬表明，該納米鋼的超高抗輻照腫脹阻力來源於納米鋼中大量的晶粒邊界，可作為缺陷捕獲陷阱大幅度降低穩態空位濃度，進而抑制空位的團聚及腫脹的發生。（來源：中國科學報 高長安 蔡常山）

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！