材料科学：高強度延性FeNiCoAlTa合金の機械学習設計

高強度で延性のある合金が、何世紀にもわたって求められ続けている。しかし、最近の高エントロピー合金を含むこれまで開発された全ての合金のうちでは、良好な引張延性を有するもので、室温で2 GPaの降伏強度に迫るものはまれである。引張延性と降伏強度を両立する数少ない例はほとんどが超高強度鋼であるが、その引張流動が塑性不安定性（Lüdersひずみなど）の影響を受けるために応力–ひずみ曲線はプラトーとセレーション（鋸刃状の変動）を示し、伸びはせいぜい擬一様である。今回我々は、専門知識の情報に基づく機械学習によって設計され、慎重に工学的に作製された、Fe₃₅Ni₂₉Co₂₁Al₁₂Ta₃という組成の多主要元素合金群が、処理によって、前例のない範囲で高強度と延性の両立を実現できることを報告する。この相乗効果の一例として、1.8 GPaの降伏強度と25％の真に一様な伸びが達成されている。高強度化は、整合L1₂ナノ析出物だけでなく非整合B2マイクロ粒子についても体積分率を非常に高くして、微細構造の不均一性を極限まで押し上げることにより達成された。B2は、化学的規則化エネルギーの低下を伴う多成分相であり、内部に転位を蓄積して高ひずみ硬化率の維持を助け、一様伸びを長くする、変形可能な相である。

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