第一作者：Bowen Xu
通讯作者：武晓雷
通讯单位：中国科学院力学研究所
论文速览：本研究提出了一种新型的硬化方法，解决了传统金属结构材料中强度与塑性之间的矛盾，特别是在高屈服强度下塑性几乎完全丧失的问题。在VCoNi多主元合金中，通过利用Lüders带（LB）引起的局部颈缩来促进位错的快速增殖，实现了位错森林硬化与局部化学有序区域（LCO）相互作用的额外硬化效果。这种双重硬化策略不仅阻止了过早的颈缩现象，而且促进了均匀变形，使得材料在室温和低温下展现出大约20%的延展性和2 GPa的屈服强度。这一发现为在高屈服强度下克服强度与塑性的矛盾提供了新的不稳定控制范式。
图文导读：
图1：展示了VCoNi多主元合金的微观结构，包括超细晶粒的面心立方（fcc）结构、有序L12金属间化合物板和局部化学有序区域。通过透射电子显微镜（TEM）、高角环形暗场（HAADF）图像和原子尺度几何相位分析（GPA）映射，揭示了合金的微观结构特征。
图2：展示了VCoNi合金在室温和低温下的力学性能，包括工程应力-应变曲线和屈服强度与延展性的平衡。这些数据表明，VCoNi合金在保持高屈服强度的同时，也实现了出色的延展性。
图3：分析了Lüders带出现前的过早颈缩的局部侧向收缩率、三轴应力状态、应变梯度和位错密度的变化，揭示了在LB传播过程中位错的快速增殖和硬化效应的诱导。
图4：通过透射电子显微镜观察了fcc晶粒与L12中的位错行为，展示了位错的生成、增殖与LCO区域的相互作用。
图5：展示了硬化过程中微硬度增量、真实应力-应变曲线、机械滞后环和HDI应力与全局流应力及硬化率的关系，表明几何必要位错（GND）与HDI应力对全局流应力和硬化起着关键作用。
图6：通过不同微结构的VCoNi合金的屈服强度与延展性数据，展示了控制过早颈缩以实现强度与塑性平衡的硬化效应。
总结展望：本研究通过在VCoNi多主元合金中利用Lüders带引起的局部颈缩，实现了位错的快速增殖和双重硬化，为解决金属结构材料中的强度与塑性矛盾提供了新的策略。这一发现不仅为设计和开发具有卓越力学性能的新型合金材料提供了重要的理论依据，而且通过这种方法，可以在保持材料高强度的同时显著提高塑性，为先进高强金属材料的发展开辟了新的可能性。
文献信息：
标题：通过不稳定性控制实现多主元合金的工作硬化
期刊：Nature Materials
