近日，金年会 机械学院胡红磊博士，通过形变控冷热处理工艺，在沉淀强化Fe-Ni基奥氏体抗氢合金实现晶界结构的进一步优化方面取得了新进展。主要表现为获得高比例Σ3n晶界的同时，将随机晶界转变为锯齿晶界，进一步提高特殊晶界、特殊三叉晶界比例。这项工作为改善材料性能，抑制沿晶裂纹产生带来了新思路。
晶界（grain boundary）是结构相同而取向不同晶粒之间的界面，然而不同晶界类型表现出不同性能。随机晶界作为材料的薄弱环节，常与晶间腐蚀、应力腐蚀和氢脆等裂纹的萌生与扩展密切相关。学者们研究发现，通过引入Σ3n晶界打断随机晶界网络连通性可以优化材料性能，进而发展出晶界工程（Grain Boundary Engineering， GBE）。然而一个关键问题是∑3n边界比例存在上限，这限制了其作用。
图1. (a-b)锯齿晶界APT三维空间分布图；(c)析出相组分近邻直方图；(d)基体与晶界Ni，Ti和Al一维浓度分布图
针对上述问题，胡红磊博士采用5%冷轧变形，随后在980˚C保温1h并缓冷至920˚C，空冷的形变控冷热处理工艺，通过在不同阶段引入不同类型晶界，将Σ3n晶界提升至70%以上，同时通过将平直随机晶界转变为锯齿晶界，进一步将特殊三叉晶界比例提升至85%以上，并阐明了沉锯齿晶界的形成机理，进而有望进一步抑制氢致沿晶裂纹，改善材料的抗氢性能
该成果以“An approach to regulating grain boundary network by introducing high fraction of ∑3n and serrated grain boundaries simultaneously in Fe-Ni based alloy”为题，发表在国际期刊Materials Letters上，金年会 胡红磊博士为论文的第一作者。
论文标题：An approach to regulating grain boundary network by introducing high fraction of ∑3n and serrated grain boundaries simultaneously in Fe-Ni based alloy
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.matlet.2022.132533