北科大毛新平院士团队《Acta Materialia》双发：在薄带铸轧高强钢和高强塑低锰含量中锰钢设计方面取得重要突破

图 1. 拉伸性能。 (a) Nb-480 、 Nb-620 和 Nb-650 的应力 - 应变曲线。屈服强度 (σ _y ) 、极限强度 (σ _UTS ) 和均匀伸长率 (ε) 分别由方形和菱形表示。 (b) 相应的加工硬化响应 (dσ/dε) 。值得注意的是， Nb-650 表现出较高的加工硬化率和 更显著的加工硬化行为。

图 2 . 沿 [100] _α 晶带轴拍摄 的 TEM 图像，分别为 (a) Nb-620 和 (b) Nb-650 试样。 (c) 和 (d) 中的高分辨率 TEM (HRTEM) 图像分别对应于 (a) 和 (b) 中红框区域内的圆盘状和圆形颗粒。插图展示了从相应图像区域派生的快速傅里叶变换 (FFT) 图案。

图 3 . Nb-650 钢中多原子层团簇的精细显微组织表征 。 (a) 铁素体的 TEM 明场图像。插图是沿 [100] _α 晶带轴拍摄的 选区电子衍射图案 (SADP) 。 (b) 团 簇的暗场图像。用于暗场成像的衍射点在中由 (a) 中的 黄色圆圈突出显示。 (c) 团 簇的 HR-HAADF-STEM 图像和相应 的 FFT 图 。 (d) 富 Nb 、 N 的 团簇由初始状态 演化到 NbN 纳米析出物的示意图，显示了涉及不同氮原子占据量的衍射 图样演化趋势。

图 4 . (a)Nb-650 试样 内团 簇的 HAADF-STEM 图像。 (b) 在 Nb-650 中观察到的颗粒 (a 中的黄色虚线框区域 ) ，以及从同一区域获取的 (c) Fe 、 (d) Cr 和 (e) Nb 的相应 EDS 图。

图 5 . Nb-650 试样 内团簇的原子探针断层扫描 （ 3D-APT ） 。 (a) Nb-650 中溶质原子分布。 (b) 和 (c) 分别展示了具有 1 at% 特征元素组成 等浓度面的随机分布和相界分布型团簇，及随机分布和相界分布型团簇及基体界面处的平均化学成分变化情况。

图 6 . Nb-650 中位错构型的 TEM 观察。 (a) 在 2% 应变下，位错 多呈 平面滑移模式。 (b) 在 8% 应变下，发现了一系列位错特征，包括位错环 ( 红箭头指示 ) 、位错偶极子 ( 白箭头突出 ) 和位错钉扎点 ( 黄色箭头标示 ) 。 (c) 在断裂试样中，位错亚结构显示出主要由高密度位错偶极子组成的偶极墙的存在。

图 7 . 在原位拉伸 Nb-650 中由 TEM 观测到的 位错钉扎产生的位错增殖。 (a) 位错被 团簇 钉扎。 (b) 三个显著的位错环是由位错 团簇 相互作用产生的 ( 红色虚线椭圆 标注处 ) 。 (c) 位错环的扩展。 (d) 特定位错环的扩展。 (e) 位错环扩展引起的位错增殖成两个 分位错 。 (f) 位错的进一步滑动。

图 8 . 由 团簇的钉扎效应引起的位错双交滑移 。 (a) 位错 1 和 2 ( 白色虚线突出 ) 在同一路径上滑移。 (b) 滑移的位错 2 被两个障碍物钉扎，白色箭头突出显示 处 。 (c) 对于位错 2 ( 白色箭头突出显示的中点 ) ，观察到强 的钉扎效应，同时一个位错环即将形成（红色虚线） 。 (d) 在位错 1 和 2 的滑移面上观察到位错增殖，形成了新的位错 3 和 4 。 (e) 示意图显示 团簇 - 位错交互引起的 的双交滑移增强了位错增殖。

图 9 . Nb-650 合金中滑移痕迹形貌分析。 (a) 在 2% 应变水平的变形下，滑移痕迹主要沿直线排列 ( 白色虚线和白色箭头指示 ) 。 (b) 在 5% 应变时，滑移痕迹表现出直线和波状图案的组合 ( 黄色箭头强调 ) 。 (c) 进一步进展到 10% 应变时，波状滑移线的存在增加。 (d) 在 15% 应变时，除了与不同滑移系统相关的直滑移痕迹 ( 左上角白色虚线标示 ) 外，还观察到波状滑移痕迹的增多，特别是由大量波状滑移线 ( 黄色框区域包围 ) 标示的。

二、北科大毛新平院士团队