由于晶界的低热稳定性，晶界工程（GBE）对可实现的微结构的精细度和类型表现出一些限制，而独特的化学晶界工程（CBE）使研究人员能够创造出具有超细分级异质微结构的金属材料，以提高材料的机械性能。

近日，西安交通大学孙军院士，张金钰教授使用低成本的亚稳态Ti-2.8Cr-4.5Zr-5.2Al（wt.%）合金作为模型材料，通过Cr和al合金元素之间的显著扩散失配来构建平均厚度约为20 nm的分级纳米马氏体，从而产生高密度的化学晶界(CBs)。

文章要点

1）对于这种亚稳钛合金，屈服强度的显著提高源于致密的纳米马氏体界面强化，而大的塑性则归因于等轴初生α (α_p)球晶辅助下的分级3D α'/β片晶的多级应变硬化。与空冷锻造合金(σy～981 MPa，εf～22.8%)相比，这种具有～20nm厚纳米马氏体的分级结构WQ Ti-2.8Cr-4.5Zr-5.2Al合金具有超高强度σy～1266 MPa和高塑性εf～12.6%。

2）分级纳米马氏体工程策略为合金提供了所需的强度和延展性的组合，这有可能应用于许多可转变合金，并揭示了超强但延展性结构材料的微结构设计的新目标。

参考文献

Zhang, C., Bao, X., Hao, M. et al. Hierarchical nano-martensite-engineered a low-cost ultra-strong and ductile titanium alloy. Nat Commun 13, 5966 (2022).

DOI：10.1038/s41467-022-33710-1

https://doi.org/10.1038/s41467-022-33710-1