近日，浙江大学交叉力学中心发现了冷轧亚稳态奥氏体钢经过低温退火能提高屈服强度并降低加工硬化率的现象，并解释其强韧化机制。相关成果以“Alter Martensitic Phase Transformation Kinetics by Forming Ni-rich Nanolayer in Metastable Austenitic Steels”为题发表在期刊《SCIENCE CHINA Technological Sciences》杂志上。
       TRIP（TRansformation Induced Plasticity，相变诱发塑性）效应，是一些奥氏体不锈钢在受力产生塑性变形时的变形机理之一。材料中的奥氏体受内部应力作用产生变形时，会发生相变，转化为马氏体。TRIP效应同时提高了材料的强度和塑性，相应的TRIP钢（变塑钢）在车辆生产中得到应用。
       研究团队通过原子探针层析（APT）发现，冷轧亚稳态奥氏体钢经退火后，在材料马氏体-奥氏体相界面出现约5nm的富镍（Ni）层。在材料受力而发生塑性变形时，预存的马氏体相由于受富镍层包裹而难以长大，使内部应力更多地在新的马氏体形核过程中释放，从而显著提高材料的屈服强度。更妙的是，由于马氏体相变总体上受到阻滞，材料的加工硬化率得以大幅降低，从而又增强了材料的韧性。研究团队通过检查材料样品在透射电镜下的马氏体大小分布情况，验证了这一机制。

图1.原子探针层析表明马氏体-奥氏体相界面出现富镍层。

图2.富镍层如何提高材料强度和塑性：a)为示意图、b)c)为对比图。

图3.透射电镜下，经退火的样品随着变形，其马氏体大小分布大致保持不变。

图4.透射电镜下，未经退火的样品随着变形，小尺寸马氏体减少、大尺寸马氏体增多。

       浙江大学交叉力学中心由杨卫院士牵头创建。中心以力学为牵引，实现各学科交叉融合，孕育新的学科增长点，研究方向包括力学与人工智能交叉、力学与材料基因交叉以及力学与电子信息交叉，形成基础研究，工程应用和前沿技术三大特色。