导读：本文对不锈钢(SS)进行了高压扭转变形，然后进行了适当的退火。首次成功制备了具有均匀组织、平均晶粒尺寸为46~2.54μm、位错密度低的NC/UFG不锈钢。在正常晶界硬化的基础上，发现NC/UFG晶粒的位错稀缺性使材料的强度得到了显著的额外提高，这为材料的力学性能的调整提供了很大的自由度，使材料的平均晶粒尺寸范围更广。在最小晶粒尺寸46nm处实现了前所未有的高屈服强度（2.34GPa），其中位错诱导硬化占强度的57%。另一方面，在晶粒尺寸为0.38μm的完全再结晶试样中，获得了优异的强度-塑性协同效应，屈服强度(MPa)高，均匀伸长率(27%)大，晶粒尺寸为史上最细小的再结晶晶粒。激活的多种变形模式以及有效的强化机制是材料优异的综合力学性能的原因。

型奥氏体不锈钢(SS)含有大量合金元素（Cr、Ni和Mo），可提供卓越的耐腐蚀性和良好的成型性，广泛用于汽车、建筑和核工业等实际应用。晶粒细化至超细晶粒（UFG；小于1μm）或纳米晶（NC；小于nm）状态被认为是一种有效且经济的硬化途径，然而，NC/UFG材料的延展性通常会大大降低，这是由于其高屈服强度和有限的应变硬化能力导致的早期塑性不稳定性

然而，应该指出的是，在NC/UFG状态下实现均匀和再结晶的微观结构并非易事，并且很大程度上取决于变形后材料的状态。金属材料在变形后的晶粒尺寸或亚结构通常是多种多样的，这给后处理带来了很大的困难。在SS的情况下，其在大塑性应变后的结构通常是纳米双束和NCs的混合物。不同域中存储能量的变化导致连续再结晶。因此，只有经过长时间或高温退火处理，才能获得具有低位错密度的均匀微观结构，据报道，再结晶的SS通常具有大于3μm的平均晶粒尺寸，同时强度降低。迄今为止，生产既能实现高强度又能实现良好延展性的均质NC/UFGSS仍然具有挑战性。

高压扭转(HPT)是一种广泛使用的自上而下SPD方法，它可以提供极大的应变来制备均匀的纳米结构材料，从而产生许多传统大塑性变形中不存在的有趣效果。一个重要的事实是，在晶粒细化到纳米级的过程中，当施加的塑性应变足够大时，材料中的位错积累和动态恢复逐渐达到平衡，使晶粒在变形后达到稳定状态和尺寸，实现均匀的纳米结构。在这种情况下，纳米双束也可以分解为NC。因此，预计HPT工艺可以在变形状态下同时提高晶粒尺寸和微观结构的均匀性，产生有利的变形纳米结构，通过后续退火获得所需的NC/UFG结构。

在目前的工作中，北京航空航天大学联合天津大学、日本京都大学等科研人员对SS进行HPT变形，以获得具有纳米级晶粒尺寸的均匀变形微观结构，并在适当的条件下进行退火。首次成功获得了具有均匀微观结构和低位错密度的NC/UFGSS，平均晶粒尺寸在46nm至2.54μm范围内。获得了优异的强度-塑性协同效应，屈服强度(MPa)高，均匀伸长率(27%)大。发现所获得材料的机械性能比异质结构材料好得多，显示出卓越的强度-延展性能。相关研究成果以题“Achievingexcellentmechanicalpropertiesintypestainlesssteelbytailoringgrainsizeinhomogeneouslyrecoveredorrecrystallizednanostructures”发表在金属顶刊ActaMaterialia上

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