科学家研制耐极低温高强度延展合金，可用于探索太空、南北极

近日，科学家开发出一种在极低温度下具有高强度和高延展性的独特合金。因其经济性，该材料可广泛用于探索太空、地球海洋、北极和南极所需的系统。

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为制造可在极低温度下运行的系统，目前采用的是奥氏体钢，即正火后具有奥氏体组织的钢，正火是—种改善钢材韧性的热处理。但科学家表示，奥氏体钢的强度、可塑性和其它机械性能往往不足。

此次，俄罗斯别尔哥罗德国立研究大学科学家研制出一种基于铁、钴、镍、铬和碳的具有前景的合金。该合金在零下150摄氏度及更低温度下，依然具有出色性能。相关成果发表在《材料科学与工程》(Materials Science and Engineering: A)上。

图片来自《材料科学与工程》(Materials Science and Engineering: A)

“新合金的性能无论是在室温还是在低温下，都优于商业同类产品。在零下196摄氏度的液氮温度下，其强度比最好的同类产品高一倍半，并具有24%的出色延展性。再加上优越的断裂韧性，可提供（目前）最佳的机械性能平衡。”别尔哥罗德国立研究大学高级研究员德米特里·谢苏尔塔诺夫说道。

据悉，碳的存在和铁含量的增加有助于额外提高合金强度，并降低材料成本。合金的高机械性能由相变诱导塑性(TRIP)效应决定。TRIP效应包括在冷塑性变形过程中依靠材料晶体结构的变化而大幅提高强度和延展性。

德米特里·谢苏尔塔诺夫，图片来自别尔哥罗德国立研究大学

“这样的合金很有吸引力，因为它们能够通过拉深加工，产生强度更高的薄壁空心零件。”谢苏尔塔诺夫表示，前述合金的使用为专为极低温设计的系统开辟了广泛的机遇，比如用于探索太空、地球海洋、北极和南极时的极低温技术。

前述研究数据将有助于扩展科学家对合金在各种条件下具有TRIP效应的行为机制的理解。研究人员表示，这将使人们能够更准确地选择材料和加工技术，以制造具有所需机械性能的产品。未来，团队将进一步研究，促使新合金适应工业3D打印技术。