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材料科学:体心立方構造の二元系合金および中エントロピー合金を20 Kで靭化する競合機構

Nature 658, 8137 doi: 10.1038/s41586-026-11065-7

体心立方(bcc)構造の金属や合金における塑性変形は、通常、らせん転位によって媒介される。こうした転位の温度に敏感な運動は、温度の低下に伴う急峻な強度上昇に起因し、こうした強度上昇が亀裂先端で塑性域を狭めて、延性–脆性遷移につながる。今回我々は、電子構造が類似するIV–V族のbcc構造高融点合金の機械的性質を20 Kで評価し、こうした材料ではむしろ温度の関数としての引張降伏強度と破壊靭性にプラトーが現れ、明瞭な延性–脆性遷移が見られないことを見いだした。この挙動は、材料全体で双晶形成とω相変態が活性化することによって生じ、これにより、転位が材料全体で運動する前に、界面で転位の核生成が生じる。この初期機構は温度に対して敏感ではなく、降伏を支配しており、これが、温度の低下に伴って亀裂先端の塑性域が狭まるのを防ぐ。

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