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科技日報記者 郝曉明
記者從中國科學院金屬研究所沈陽材料科學國家研究中心獲悉，該中心納米金屬團隊利用自主研發的特種塑性變形技術，在一種商用單相高溫合金Ni-Co-Cr-Mo（MP35N）中將晶粒細化至9納米，晶界結構發生明顯弛豫。據悉，該結構在700攝氏度、1GPa應力下的蠕變速率可低至10-7s-1（即每秒10-7），顯著優于目前常用多晶高溫合金以及單晶高溫合金的性能。相關研究結果于11月11日發表在《科學》周刊上。
金屬材料在高溫下長期承受低于所能承受的微量塑性變形的應力作用時會發生永久形變，通常稱為蠕變，晶界一直被普遍認為在高溫下是合金抗蠕變的“短板”。該團隊研究發現，弛豫態晶界在熱及熱/力耦合下均保持穩定，大幅提升了高溫合金的高溫強度、高溫蠕變等關鍵力學性能。這是由于弛豫晶界可有效抑制晶界擴散，阻礙了高溫下晶界遷移、晶界滑動、晶界擴散蠕變等失穩機制的啟動，從而保持了晶界的強化作用。
這一結果系統演示了通過結構弛豫，晶界可以大幅度提升高溫合金的抗蠕變性能。此外這種晶界弛豫納米晶高溫合金可大幅降低對合金元素的依賴，為高性能高溫合金的可持續發展開辟了新路。
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