几十年来，脉冲直流电在提高金属的成形性方面得到了广泛的应用。然而，人们在研究这种电脉冲加热效应的详细机制时，很难与简单的焦耳加热区分开。

近日，加州大学伯克利分校Andrew M. Minor报道了Ti-7Al合金的电塑性行为，这种合金在缺陷构型方面特别适合于区分简单焦耳加热和电脉冲加热。

文章要点

1）研究发现，脉冲电流可以显著改变缺陷的构型，从局域平面滑移到均匀的波状滑移。显微结构的这种急剧转变在提高材料的延展性方面产生了有益的效果。

2）研究人员对各种可能的机制进行了定性评价。结果显示，宏观电塑性行为源于缺陷级微结构重构，这不能用简单的焦耳加热来合理解释。此外，电塑性的临界阈值可能远低于标志着流变应力下降的临界电流。

3）由于这种机制通过在变形过程中改变位错模式来提高强度和塑性，因此它只适用于塑性变形模式有限的材料，主要是通过平面或其他明显不均匀滑移变形的材料。研究人员其候选材料包括具有明显短程有序的其他合金；具有自然平面滑移的面心立方合金，包括奥氏体钢和高熵合金；以及具有共格沉淀（coherent precipitates）的时效硬化合金，包括铝合金和铁基和镍基高温合金。

研究发现不仅为电塑性的物理起源提供了新的见解，而且有助于改进相关合金的电脉冲处理，使其成为工业应用中更实惠的加工路线。

Zhao, S., Zhang, R., Chong, Y. et al. Defect reconfiguration in a Ti–Al alloy via electroplasticity. Nat. Mater. (2020)

DOI：10.1038/s41563-020-00817-z

https://doi.org/10.1038/s41563-020-00817-z