近日，北京理工大学材料学院薛云飞教授联合中国科学院力学研究所武晓雷教授、南方科技大学逯文君教授等，在金属材料领域权威期刊《Acta Materialia》发表题为“Grain-boundary precipitation architected hard-shell heterostructure achieves extraordinary strain hardening in high-entropy alloys”的研究论文。北京理工大学为第一完成单位，王亮助理教授、逯文君教授、王旭涛博士为共同第一作者，武晓雷教授、薛云飞教授为论文共同通讯作者。香港城市大学任洋教授、北京航空航天大学郭文启副研究员等在同步辐射原位表征、透射电镜和三维原子探针表征等方面提供重要支持。

晶界析出长期以来被视为金属材料中的“有害因素”，易导致材料发生晶间脆化。传统研究思路多聚焦于抑制晶界析出，而研究团队反其道而行之，通过专门设计的热处理制度—采用高温热轧消除晶内缺陷，结合中温退火诱导BCC相在晶界处不连续析出—成功将晶界析出转变为有益的结构特征，构建出独特的“核壳异质结构”（图1）。

图1 晶界析出构建核壳异质结构

在该结构中，晶内FCC/L12基体作为韧性“核”，晶界处不连续片状BCC相作为硬质“壳”，壳层厚度达1-7微米，核尺寸小于20微米。变形过程中，硬质壳层约束软质核心，在晶界附近诱导强烈的变形梯度与几何必需位错增殖，产生显著的异质变形诱导应力（图2），使合金加工硬化能力提升至4 GPa以上；同时，BCC相的不连续分布与半共格界面特征保障了晶界与晶内的协调变形，维持了约30%的优异延展性（图3）。最终，合金屈服强度突破GPa级，实现了强度、加工硬化与塑性的协同提升。

图2 晶界-晶内强变形梯度与析出相协调变形实现强异质结构强韧化

图3 核壳异质结构合金强度与加工硬化能力显著提升的同时保持优异塑性

该工作打破了“晶界析出致性能恶化”的传统认知，为晶界析出的合理利用提供了全新范式，也为高性能高熵合金的设计开辟了新路径。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.actamat.2026.122151