金属学报

作者：武晓雷, 朱运田

单位：1.中国科学院力学研究所 非线性力学国家重点实验室 北京 100190；2.香港城市大学 材料科学与工程系 香港 999077；3.中国科学院金属研究所 沈阳材料科学国家研究中心 沈阳 110016

关键词：异构,异构基元,应变梯度,几何必需位错,应变硬化,塑性,梯度结构,层状结构,

基金：国家重点研发计划项目(2017YFA0204402/3);国家重点研发计划项目(2019YFA0209902);国家自然科学基金项目(11988102);国家自然科学基金项目(11972350);国家自然科学基金项目(51931003);中国科学院先导专项项目(XDB22040503)

金属材料异构(heterostructure)是将具有显著流变应力差异的软硬相间区域作为基元进行有序构筑而成的微观组织,是旨在提高应变硬化能力和拉伸塑性的微结构设计策略,迄今应用于各种金属结构材料并获得了强度与塑性/韧性等力学性能的优异匹配。异构策略的出发点是其特征的力学响应,即塑性变形时在异构基元界面形成的应变梯度,异构的特征应力应变响应是力学迟滞环。相比均质结构中主导的林位错塑性和林硬化,异构为了协调界面应变梯度而产生几何必需位错,新增了基于几何必需位错的异质塑性变形并引起额外的应变硬化与额外的强化。本文综述了近期异构金属材料的研究进展,首先定义了异构中基元并据此把异构分类为基元异构、亚基元异构以及复合异构,随后分析并讨论了异构塑性变形时界面和位错等微结构演化,以及异质塑性变形、应变硬化和强化行为,最后展望了异构提升宏观力学性能匹配的潜力。

来源：2022年第11期

《金属学报》期刊编辑部

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