哈尔滨工程大学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“增材制造诱导刃型位错主动强化”新策略，成功制备出兼具高强度和良好塑性的难熔高熵合金，为高性能难熔高熵合金的快速制备提供了全新思路，也为其在航空发动机、核反应堆等高温极端环境下的应用奠定了材料基础。

该成果以“原位刃型位错促进增材制造难熔高熵合金的高温强度和延展性”为题，发表在国际顶级期刊《自然·通讯》（Nature Communications）上。材化学院果春焕教授、博士生焦博为论文共同第一作者，烟台研究院姜风春教授为第一通讯作者，哈尔滨工程大学为论文第一完成单位。该成果由哈工程、天目山实验室、西安交通大学以及美国加州大学伯克利分校共同完成。这是哈工程金属材料在《自然·通讯》首次发表文章，标志着哈工程金属结构材料和增材制造学科方向进入国际前沿水平。

难熔高熵合金由铌、钽、钛、铪、锆五种高熔点元素组成，因其优异的高温强度、热稳定性和抗辐照能力，被视为下一代动力机械、核反应堆及超音速飞行器的关键候选材料。然而，传统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，并且普遍面临“强度-塑性”难以兼得的窘境——强度高的材料塑性差，塑性好的材料强度低。尤其是在1000°C左右的高温环境下，材料的力学性能大幅下降，容易提前“颈缩”而断裂，严重限制了其工程应用。

针对这一难题，研究团队基于原位多金属合金化增材制造技术，以多种难熔金属粉末为原料，成功制备出致密、无缺陷的难熔高熵合金。研究发现，在快速凝固和逐层热循环的打印过程中，合金内部自发产生了大量“刃型位错”——这种原子尺度的晶体缺陷，在高达1000°C时仍能稳定存在，并在高温变形中发挥关键作用。测试表明，该合金在1000°C高温下的抗拉强度达到497.3MPa，均匀延伸率为6.8%，相比传统再结晶态的同成分合金，分别提升了37.8%和61.9%。其高温强度接近甚至优于部分含钨、铼等昂贵元素的镍基高温合金，而制备周期缩短数倍、成本大幅降低。

难熔高熵合金的制备方法、力学性能和刃型位错强化机制

研究团队通过透射电子显微镜等先进表征手段和分子动力学模拟，创新性地提出“位错-扭结带”耦合协同的强韧化机制。自发产生的刃型位错在高温变形时能够直接参与滑移并不断增殖，贡献强度；同时，这些位错会聚集成阵列，形成“扭结带”——相当于材料内部的变形缓冲区，能有效缓解应力集中，避免过早断裂。两者协同作用，使得增材制造难熔高熵合金在1000°C高温下仍能兼顾高强度与大塑性，展现出超越传统铸态合金的优异性能。

《自然·通讯》（Nature Communications）创刊于2010年，是Nature旗下涵盖所有学术领域综合性科学刊物，期刊关注各类科学领域有影响力的研究成果，被国内外学者高度认可，是中科院1区Top期刊，2025年其影响因子为15.7。

原文链接：

Intrinsic edge dislocations promote high-temperature strength and ductility in additively manufactured refractory high-entropy alloys | Nature Communications