哈工程深入贯彻落实党的二十大和二十届历次全会精神，持续深入贯彻落实习近平总书记视察学校重要讲话重要指示精神，为服务高水平科技自立自强贡献智慧与力量。近日，哈工程材料科学与工程学科姜风春、果春焕教授团队在增材制造难熔高熵合金领域取得重要突破，提出“增材制造初始位错诱导位错网络实现低温塑性调控”新策略，在前期成功制备高温高熵合金的基础上，进一步破解了难熔高熵合金在-196 ℃下兼具优异强度和塑性的科学难题。相关成果以《位错结促进增材制造难熔高熵合金的低温塑性》为题，发表在国际金属学顶刊《Acta Materialia》。哈尔滨工程大学为论文第一完成单位，材化学院博士研究生焦博为第一作者。这是哈工程金属增材制造方向首次在《Acta Materialia》发表文章。

铌钽钛基难熔高熵合金因其在宽温域下表现出适中的强度-塑性组合，是航空航天推进、深空探测和核反应堆等极端服役环境下的候选材料。传统铸造方法制备的难熔高熵合金往往需要复杂的轧制和热处理工序，耗时耗能，且在低温下普遍面临塑性下降的难题。尤其是在-196℃极端低温环境下，螺型位错运动受到高Peierls势垒和溶质钉扎的严重阻碍，位错增殖困难，易发生严重应变局域化，导致材料提前断裂。如何在高强度基础上保持持续位错增殖和均匀塑性流动，一直是难熔高熵合金低温应用的核心瓶颈。

针对这一难题，研究团队基于原位合金化激光定向能量沉积（LDED）技术，以Nb、Ta、Ti、Hf、Zr2.5Nb粉末为原料，成功制备出高质量的Nb40Ta25Ti15Hf15Zr5难熔高熵合金。随着温度降低，该合金的强度和塑性同步提升，在-196℃下断后伸长率达20.5 %，较传统再结晶同成分合金提高17.1 %。

合金的制备方法、力学性能和位错网络作用机制

研究表明，在-196℃拉伸变形初期，合金中通过二元位错反应广泛形成[100]位错网络，这些网络与滑移位错进一步发生三元反应，形成位错多结。位错多结不仅具有高移动性，还可作为动态位错源，与[100]位错迁移产生位错碎片协同促进位错增殖，维持广泛的平面滑移，使合金在低温下仍能保持持续应变硬化能力。得益于增材制造过程中快速凝固和热循环引入的高密度位错，在合金内部构建出天然的多滑移环境，显著降低了位错网络的形成能垒。这一策略无需复杂后处理，为增材制造难熔高熵合金的低温强塑性协同提供了全新思路，也为极端环境用高性能结构材料的设计与快速制备奠定了重要基础。

《Acta Materialia》是材料科学领域的顶级期刊，中科院一区TOP期刊，主要发表关于金属材料加工、结构与性能之间关系的原创性长文，最新影响因子10.7。‌

原文链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1359645426008530