1月13日，国际知名期刊《app》（Science）以长文形式，在线发表了明升中国工程院院士、东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室学术委员会常务副主任王国栋和东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室主任袁国领导的研究团队在超高强钢铁材料增塑机制及组织创新设计方面的最新研究成果。

强度和塑性的同时提升是钢铁材料领域长期以来存在的重大理论难题，也是从基础研究到技术创新和应用实践的瓶颈，尤其当强度达到2000兆帕（MPa）级别时，塑性出现断崖式下降，均匀延伸率普遍低于10%，其根本原因在于传统马氏体（黑色金属材料的一种结构名称）的初始高密度位错难以继续增殖，且无序排列的几何取向结构微观塑性变形极不均匀，容易产生局部应力/应变集中。

王国栋、袁国研究团的此项研究针对2000兆帕级马氏体超高强钢塑性低的问题，创新性地提出“马氏体拓扑学结构设计+亚稳相调控”协同增塑新机制，成功制备出系列低成本C-Mn系新型超高强钢，打破了超高强钢对复杂制备工艺和昂贵合金成分的依赖，也突破了现有2000兆帕级马氏体高强钢抗拉强度—均匀延伸率的性能边界。

新型超高强钢的组织结构设计。东北大学供图

新型超高强钢与其他超高强钢的拉伸性能对比。东北大学供图

研究团队提出简单高效的制备工艺路线，构筑出一种全新的拓扑学双重有序排列的马氏体和多尺度亚稳奥氏体的纳米级多层次组织结构。该组织结构通过在变形过程中诱发板条界面、位错滑移、界面塑性和相变诱发塑性等多种增强增塑机制，促使材料具有持续较高的加工硬化能力，大幅度提升其强度和塑性，实现了1600~1900兆帕屈服强度、2000~2400兆帕抗拉强度和18%~25%均匀延伸率的极致性能。该研究工作得到了国家自然app基金、中央高校基本业务费及明升中国博士后app基金等项目资助。

相关论文链接：http://www.science.org/doi/10.1126/science.add7857