优异的延展性不仅对成形至关重要，而且对强化金属和合金也至关重要。迄今为止，广泛使用的共晶合金在先进结构材料中，遇到了延性有限和竞争力下降的问题。

日前，来自西北工业大学、韩国浦项科技大学、日本东北大学等单位的研究者报告了一种独特的相选择再结晶概念，通过完全触发双相的应变硬化能力，来克服共晶合金的这一挑战。在FCC/B2共晶高熵合金中，获得了35%的均匀延伸率和接近2 GPa的断裂真应力。相关论文以题为“Phase-selective recrystallization makes eutectic high-entropy alloys ultra-ductile”发表在Nature Communications上。

论文链接： https://www.nature.com/articles/s41467-022-32444-4

共晶合金在人类文明史上占据了主导地位。例如，农业社会中的铸铁，现代工业中的铸造铝合金，以及先进金属材料中的共晶高熵合金。优良的可浇注性，无偏析/缺陷，以及自生的双相使共晶合金在低成本的量产和平衡的强度-塑性组合方面具有显著优势。然而，随着先进结构材料的快速发展，这些优势正在消失，因为共晶合金的变形性能不理想。

共晶合金，在单轴拉伸过程中，弱界面(包括硬相的相界(PBs)和晶界(gb))的开裂导致合金过早失效。这种情况，导致共晶合金的拉伸伸长率较低，即使它们的相都是应变硬化的。延缓裂纹萌生和阻止裂纹扩展是迄今为止维持共晶合金应变硬化的唯一成功途径：例如，通过控制凝固过程细化组织，通过热成形或严重塑性变形再结晶两相，然后进行后续退火。虽然这些方法，延缓了共晶合金的早期断裂，但由于大量裂纹形核，共晶相的应变淬炼性并没有被充分触发，因此，获得超塑性块状共晶合金仍然具有挑战性。

在此，研究结果表明，相选择再结晶(PSR)，可以充分利用共晶中两相的应变硬化能力，从而获得超塑性共晶合金。研究者对共晶高熵合金(EHEA)中两相的应变分配行为进行调控，得到了完全再结晶的软相嵌在硬相骨架中的相选择性再结晶显微组织。由此产生的微观组织消除了弱边界，充分释放了EHEA的应变硬化能力。相选择性再结晶EHEA，在真应力为~ 2 GPa的情况下，获得了~ 35%的高延性均匀伸长率。这一概念适用于各种具有软硬相的双相合金，为传统共晶合金作为高强度金属材料开辟了新领域。

图1 PSR EHEA的显微组织和力学性能。

图2 PSR EHEA的断裂机制。

图3 PSR EHEA的变形机理。

图4 PSR的加工路线及形成机制。

综上所述，研究者提出了一种通用的相选择性再结晶方法来提升共晶合金塑性。相选择性再结晶，即软相的单独再结晶和硬相的恢复，是通过调整共晶两相之间的应变分配行为实现的。与传统的共晶合金加工方法相比，相选择性再结晶通过消除弱边界来防止过早断裂，从而通过位错倍增和潜在相变激发两相具有本质优越的应变硬化能力。在典型的FCC/B2 EHEA中，获得了~ 35%的均匀伸长率和~ 2 GPa的真应力。以应变分配为主的相选择性再结晶机制保证了其在其他双相合金中的良好适应性，A357合金证明了这一点。这一策略结合了共晶合金优异的可铸造性和强化能力，将开辟共晶合金作为高强度金属材料的新领域。