香港城市大学：Ni-Cr合金强塑性协同！层错能如何成为变形机制的“指挥棒”

背景：研究聚焦于面心立方（FCC）合金中Cr合金化对机械性能的影响，特别是其对层错能（SFE）和变形机制的作用，旨在澄清此前关于Ni-Cr合金中短程有序（SRO）主导变形机制的观点分歧。研究目的：通过结合X射线谱线分析和密度泛函理论（DFT）计算，重新定量测定Ni-Cr合金的SFE，并探究SFE、摩擦应力及SRO等因素在控制变形模式转变和应变硬化行为中的真实角色，以阐明Cr提升合金强度-塑性协同效应的物理起源。结论：实验与计算表明，Cr合金化显著降低SFE（从纯Ni的~103 mJ/m²降至40 at.% Cr时的14.6 mJ/m²），同时提高摩擦应力，但未引起明显SRO；SFE降低主导了变形机制从波浪滑移向平面滑移和形变孪晶的转变，增强了应变硬化能力，结合摩擦应力与Hall-Petch系数的增加，共同促成了Ni-Cr合金的强塑性协同。