近年来，我国工业高速发展，对于对高性能合金材料的需求随之快速提高。材料的显微结构是影响和决定材料性能的重要因素，有意识地控制材料的显微结构，可以使材料获得所需要的优异性能。材料的晶粒形态和分布，晶体学织构以及晶界结构对材料的物理、力学性能具有重要影响。已有的大量研究结果表明，使材料的组织定向化是改善和提高材料性能的有效手段。晶界工程方面的研究结果表明，改善晶界结构，在多晶材料中获取更多的特殊晶界结构有利于提高材料的韧性及塑性性能。 研究难变形多晶合金组织定向化有利于优化材料的晶界结构是改善和提高材料性能的有效手段。本成果以定向凝固技术为基础，发展了定向再结晶与定向退火技术，提出了定向再结晶动力学模型，并建立了相应的动力学方程，给出了组织参数与定向再结晶工艺的定量关系方程。以上述理论为指导，利用等温退火和定向再结晶等技术调整难变形多晶合金的微观组织结构，通过控制包括等温退火工艺热处理温度、保温时间、变形量、成分参量，定向再结晶技术的热处理温度、抽拉速率、变形量、成分参量和轧制工艺参数实现了对于材料的组织定向化的有效控制。阐明了工艺参量对于定向显微结构及晶界结构的影响规律，及材料微观结构对塑性变形的影响机制；最终达到了改善难变形多晶合金包括力学性能在内的多种性能的目的。 本成果选用纯铁作为基础理论研究对象，发展出有效控制难变形多晶合金材料的组织定向化的工艺技术。并在此基础上，将理论和技术应用于难变形多晶高硅钢材料、石墨烯/铜基复合材料等多种材料。技术达到国际领先水平，利用该技术制备的高硅钢经再结晶退火处理后抗拉强度和延伸率有所提高，处理后的材料抗拉强度达到原始材料的3倍；延伸率达到原始材料的5倍。 本成果通过设计难变形合金材料的微观组织结构优化和有效提高合金材料的包括塑性变形能力、强度、韧性和磁性在内的多种性能，所制备的合金材料满足多种构件的实际生产要求。但由于技术先进，缺乏大型生产配套设备，难以实现材料的大规模生产，因此阻碍了本技术的实际应用。

哈尔滨工程大学

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