研究进展：Acta Materialia - 原子尺度揭示钢的抗氢脆根源学术资讯

来源：今日新材料

马氏体高强钢因出色的力学性能而广泛应用于航空航天、海洋工程等领域，但其具有很高的氢脆敏感性，这严重制约了马氏体钢的进一步开发和应用。目前人们对氢脆机理的认识已较明晰，但如何设计高强抗氢脆钢依然是一个重要瓶颈。2020年1月，悉尼大学Yi-Sheng Chen等人在《Science》发表的成果中采用原子探针层析成像技术（APT）直接观察到氢分布在NbC与钢基体的界面处。

究竟什么结构才是NbC界面处的氢捕获位点？这一个本质问题一直悬而未解，因此，通过确定NbC深氢陷阱的根源才能深刻理解其氢陷阱行为，进而调控析出相以获得优异的抗氢脆性能。基于此，北京科技大学北京材料基因工程高精尖创新中心乔利杰教授团队采用HRTEM观察、DFT计算、TDS实验等方法从原子层次揭示了NbC与基体半共格界面处的失配位错核心是其深氢陷阱的根源，为进一步调控NbC以获得高强抗氢脆钢提供了理论基础。相关研究成果以“Atomic-scale investigation of deep hydrogen trapping in NbC/α-Fe semi-coherent interfaces”为题，发表在金属材料领域顶级期刊Acta Materialia上。研究发现，通过HRTEM原子级观察得到NbC与基体之间为K-S取向关系，并且其半共格界面处存在高密度的两组失配位错。进一步地，通过DFT计算和TDS实验，分别从原子级模拟和氢陷阱激活能测量两方面揭示了界面处的失配位错核心是NbC深氢陷阱的根源和本质。

论文链接：

https://doi.org/10.1016/j.actamat.2020.09.031

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