湖南大学雷智锋教授、石芸竹副教授联合北京科技大学吕昭平教授等通过大幅提高析出相反相畴界能，诱发层错切过析出相的塑性变形机制，设计出了新型超强韧析出强化合金。相关研究成果以“Ultrastrong and ductile precipitation-hardened alloy via high anti-phase boundary energy”为题在国际顶级学术期刊《Science Advances》于2025年7月18日在线发表。

论文链接：

https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adu7566

图1. 新型超强韧析出强化合金的力学性能。

本研究以共格Ni₃Al-型 (L1₂) 强化的面心立方 (FCC) NiCo基合金为模型体系，通过在Al亚晶格中共掺杂Nb、Ta、W和Ti等多种元素，大幅降低L1₂析出相的反位缺陷，致使析出相反相畴界能从Ni₃Al的110 mJ/m²显著提升至多组元 (Ni, Co)₃(Nb, Ta, W, Ti, Al)析出相的308 mJ/m²。高反相畴界能不仅显著增强了有序析出强化效应，实现高达 1120 MPa 的析出强化强度，还促使塑性变形机制由传统的位错切过转变为层错切过，显著抑制滑移面软化效应，增强了合金的应变硬化能力。经过时效处理的(NiCo)_85.95(NbTaWTi)₇Al₇B_0.05(at.%) 合金表现出优异的强塑性匹配，屈服强度为~1.6 GPa，抗拉强度高达~2.2 GPa，均匀伸长率亦可达~10%。本工作不仅拓展了析出强化机制的理解，也为开发兼具超高强度与优异均匀伸长率的析出强化合金提供了新思路。

图2. 多组元 (Ni, Co)₃(Nb, Ta, W, Ti, Al)析出相的分布及原子尺度结构。

图3. 时效(NiCo)_85.95(NbTaWTi)₇Al₇B_0.05合金中层错切过机制。

本研究由湖南大学石芸竹副教授、雷智锋教授和北京科技大学吕昭平教授共同担任通讯作者，博士研究生代帅为第一作者。研究工作得到了来自湖南大学、中南大学、中国科学院高能物理研究所、辽宁材料实验室、德国电子同步加速器研究所（DESY）、荷兰代尔夫特理工大学、德国马普学会可持续材料研究所、德国亥姆霍兹氢能技术研究中心以及北京科技大学研究人员的大力支持与合作！