西工大王锦程、林鑫教授团队在增材制造金属材料强韧化机理研究领域取得新进展

来源：西北工业大学

位错是晶体塑性的本源，然而经典位错强化理论认为材料的初始高密度位错虽能有效提升合金强度但必然严重损害塑性。日前，西北工业大学材料学院王锦程、林鑫教授团队通过增材制造极端非平衡凝固和复杂热循环调控中熵合金初始位错组态，实现了高密度位错显著提升合金强度而不损害塑性，打破了位错强化必然牺牲塑性的传统教科书认知。

相关成果以“Segregation-dislocation self-organized structures ductilize a work-hardened medium entropy alloy”为题，发表于国际著名期刊《自然·通讯》(Nature Communications)，西北工业大学为论文的唯一通讯单位。西北工业大学何峰教授、王锦程教授、林鑫教授为共同通讯作者，博士生郭博静为第一作者。

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https://doi.org/10.1038/s41467-025-56710-3

受自然界非平衡复杂系统的自组织临界状态启发，团队通过增材制造技术获得了偏析-位错自组织结构(SD–SOS)。研究结果表明，偏析-位错自组织结构一方面通过发射位错和堆垛层错提供位错源，另一方面与滑移位错动态交互作用，持续生成Lomer-Cottrell(L-C)锁和割阶实现位错存储。该组织有效的位错增殖和存储能力有利于变形亚结构(平面滑移带)动态细化，使得增材制造中熵合金展现出高位错密度-高塑性协同。此外，偏析-位错自组织结构可以通过调整增材制造工艺条件、溶质偏析水平和合金层错能进行优化以实现所需的性能。上述发现揭示了增材制造合金中位错塑性的基础，为先进合金设计提供了一种新的位错工程策略。

激光选区熔化Ni35Co35Cr25Ti3Al2中熵合金偏析-位错自组织结构(SD–SOS)及其强度-塑性协同效应

材料学院王锦程教授团队长期开展材料多尺度模拟计算、材料基因工程与合金设计、高熵合金及增材制造等方面的科研工作。近年来，团队先后承担国家自然科学基金项目、国家重点研发计划等国家级及省部级科研项目20余项，高水平论文200余篇，其中在Nature Communications, Acta Materialia, International Journal of Plasticity, Additive Manufacturing等国际顶级期刊发表论文40余篇，授权发明专利20余项，获省部级科学奖励2项。