摘要：6月18日，西安交通大学研发的复杂合金创造屈服强度与拉伸塑性组合的新纪录，该研究成果以“Machine-learning design of ductile FeNiCoAlTa alloys with high strength”（“机器学习设计具有高强度塑

据西安交通大学新闻网消息，6月18日，西安交通大学研发的复杂合金创造屈服强度与拉伸塑性组合的新纪录，该研究成果以“Machine-learning design of ductile FeNiCoAlTa alloys with high strength”（“机器学习设计具有高强度塑性的合金”）为题在线发表于Nature（《自然》）。

西安交通大学材料学院博士生Yasir Sohail、张崇乐分别为该论文的第一、第二作者，张金钰教授、马恩教授和孙军院士为论文共同通讯作者。西安交通大学金属材料强度全国重点实验室是该工作的唯一通讯单位和完成单位。该工作不仅是西安交通大学材料学院首篇独立自主产出的Nature，也是材料学院外籍留学生首次以第一作者发表Nature。

金属材料的高屈服强度与拉伸塑性对于其工程应用至关重要。如何设计兼具屈服强度2 GPa和均匀延伸率明显高于10%的合金，是材料科学领域面临的重大挑战。

针对上述挑战，西安交通大学金属材料强度全国重点实验室张金钰教授、马恩教授和孙军院士在前期成果的基础上，提出使用超高体积分数的金属间化合物析出相，即共格L12纳米相和非共格低模量硬质塑性B2微米相，耦合强化FCC富铁复杂合金基体。

为了实现室温超高强度-大均匀拉伸延性，该合金的设计思想是：以超高体积分数的具有高反相畴界能的共格L12纳米相并增加其强度，引入高体积分数的低模量非共格B2微米相；一方面非共格界面比共格界面更加有效地阻碍位错运动以提高屈服强度，另一方面多种合金元素的引入降低B2的反相畴界能以增加其塑性，使这些颗粒作为位错存储单元提高加工硬化能力。

团队成员基于领域知识辅助的机器学习方法进行成分筛选，通过高固溶度的轻元素Al和L12相反相畴界能提升最显著的元素Ta（而非元素Ti）协同合金化，获得了L12+B2双析出相强化Fe35Ni29Co21Al12Ta3（at.%）复杂合金，不仅能够产生位错还能够存贮位错，显著提升了合金的加工硬化性能，从而提高其屈服/抗拉强度与拉伸延性，使得合金在室温下实现了前所未有的强度-塑性组合，明显优于迄今为止已报道的所有合金。团队提出的合金设计策略也为其他高性能合金设计提供了新思路。

来源：学术圈