位錯是晶體塑性的本源，然而經典位錯強化理論認為材料的初始高密度位錯雖能有效提升合金強度但必然嚴重損害塑性。日前，西北工業大學材料學院王錦程、林鑫教授團隊通過增材制造極端非平衡凝固和復雜熱循環調控中熵合金初始位錯組態，實現了高密度位錯顯著提升合金強度而不損害塑性，打破了位錯強化必然犧牲塑性的傳統教科書認知。
相關成果以“Segregation-dislocation self-organized structures ductilize a work-hardened medium entropy alloy”為題，發表于國際著名期刊《自然·通訊》(Nature Communications)，西北工業大學為論文的唯一通訊單位。西北工業大學何峰教授、王錦程教授、林鑫教授為共同通訊作者，博士生郭博靜為第一作者。
文章鏈接：https://doi.org/10.1038/s41467-025-56710-3
受自然界非平衡復雜系統的自組織臨界狀態啟發，團隊通過增材制造技術獲得了偏析-位錯自組織結構(SD–SOS)。研究結果表明，偏析-位錯自組織結構一方面通過發射位錯和堆垛層錯提供位錯源，另一方面與滑移位錯動態交互作用，持續生成Lomer-Cottrell(L-C)鎖和割階實現位錯存儲。該組織有效的位錯增殖和存儲能力有利于變形亞結構(平面滑移帶)動態細化，使得增材制造中熵合金展現出高位錯密度-高塑性協同。此外，偏析-位錯自組織結構可以通過調整增材制造工藝條件、溶質偏析水平和合金層錯能進行優化以實現所需的性能。上述發現揭示了增材制造合金中位錯塑性的基礎，為先進合金設計提供了一種新的位錯工程策略。
激光選區熔化Ni35Co35Cr25Ti3Al2中熵合金偏析-位錯自組織結構(SD–SOS)及其強度-塑性協同效應
材料學院王錦程教授團隊長期開展材料多尺度模擬計算、材料基因工程與合金設計、高熵合金及增材制造等方面的科研工作。近年來，團隊先后承擔國家自然科學基金項目、國家重點研發計劃等國家級及省部級科研項目20余項，高水平論文200余篇，其中在Nature Communications, Acta Materialia, International Journal of Plasticity, Additive Manufacturing等國際頂級期刊發表論文40余篇，授權發明專利20余項，獲省部級科學獎勵2項。
西北工業大學材料微觀組織計算及合金設計課題組網站：http://www.jchwang.com/
（文字：何峰；審核：禹亮）
