近日，摩臣5娱乐機械學院胡紅磊博士，通過形變控冷熱處理工藝，在沉澱強化Fe-Ni基奧氏體抗氫合金實現晶界結構的進一步優化方面取得了新進展。主要表現為獲得高比例Σ3ⁿ晶界的同時，將隨機晶界轉變為鋸齒晶界，進一步提高特殊晶界、特殊三叉晶界比例。這項工作為改善材料性能，抑製沿晶裂紋產生帶來了新思路。

晶界（grain boundary）是結構相同而取向不同晶粒之間的界面，然而不同晶界類型表現出不同性能。隨機晶界作為材料的薄弱環節，常與晶間腐蝕、應力腐蝕和氫脆等裂紋的萌生與擴展密切相關。學者們研究發現，通過引入Σ3ⁿ晶界打斷隨機晶界網絡連通性可以優化材料性能，進而發展出晶界工程（Grain Boundary Engineering， GBE）。然而一個關鍵問題是∑3ⁿ邊界比例存在上限，這限製了其作用。

圖1. (a-b)鋸齒晶界APT三維空間分布圖；(c)析出相組分近鄰直方圖；(d)基體與晶界Ni，Ti和Al一維濃度分布圖

 針對上述問題，胡紅磊博士采用5%冷軋變形，隨後在980˚C保溫1h並緩冷至920˚C，空冷的形變控冷熱處理工藝，通過在不同階段引入不同類型晶界，將Σ3ⁿ晶界提升至70%以上，同時通過將平直隨機晶界轉變為鋸齒晶界，進一步將特殊三叉晶界比例提升至85%以上，並闡明了沉鋸齒晶界的形成機理，進而有望進一步抑製氫致沿晶裂紋，改善材料的抗氫性能

 該成果以“An approach to regulating grain boundary network by introducing high fraction of ∑3ⁿ and serrated grain boundaries simultaneously in Fe-Ni based alloy”為題，發表在國際期刊Materials Letters上，摩臣5娱乐胡紅磊博士為論文的第一作者。

 論文標題：An approach to regulating grain boundary network by introducing high fraction of ∑3ⁿ and serrated grain boundaries simultaneously in Fe-Ni based alloy

 論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.matlet.2022.132533