4月4日，中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心卢磊研究员科研团队与国外科研人员合作的最新科研成果在《科学》周刊在线发布。该项研究成功让金属材料在保持高强度、高塑性的同时，大幅提升抗棘轮损伤（稳定性）能力，在金属材料抗循环蠕变研究领域取得重要突破。

　　在金属的世界里，有一个“不可能三角”现象，即金属材料的强度、塑性和使用过程中的稳定性往往难以兼得。

　　金属不稳定的原因是金属中存在一种缺陷，这种缺陷被称为位错。当金属受到单向波动外力时，位错会移动、积累，悄悄形成不可逆转的变形和裂纹，最终导致突然的断裂，这就是棘轮损伤。这种损伤破坏了材料的稳定性，就像是金属的“慢性病”，不易被发现，但造成的后果十分严重。卢磊介绍，金属材料在循环载荷下的疲劳失效是威胁重大工程安全的隐形杀手。在航空航天领域，发动机涡轮叶片每秒钟承受上万次高温高压冲击，起落架在每次起降时要经历剧烈载荷变化；在跨海大桥建设中，悬索桥主缆需承受百万吨级动态荷载……这些国之重器的安全运行，都亟须突破金属材料的抗循环蠕变瓶颈。

　　通过多年刻苦攻关，由卢磊研究员领衔的科研团队通过在传统304奥氏体不锈钢中引入空间梯度序构位错胞结构，使材料屈服强度提升2.6倍，同时较相同强度的不锈钢及其他合金，其平均棘轮应变速率降低了2至4个数量级，从此突破了结构材料抗棘轮损伤性能难以提升的瓶颈，使得材料同时拥有了高强度、高塑性和使用过程中的高稳定性。

　　“引入空间梯度序构位错胞结构的方式就像‘拧麻花’。我们通过控制金属往复扭转的特定工艺参数，在其内部引入一种空间梯度有序分布的稳定位错胞结构。这种稳定位错胞结构可以阻碍位错的移动，相当于在金属材料内植入了精心设计的亚微米尺度的三维‘防撞墙’筋骨网络。”卢磊介绍。

　　卢磊表示，让金属“不可能三角”成为可能后，希望能够推动这项技术早日走出实验室，在重大工程中开展示范应用，解决目前面临的金属材料重大应用难题。希望这项最新成果能够早日产业化，从而推动我国相关行业新质生产力的发展。（沈阳日报、沈报全媒体记者岳雨）