梯度纳米结构的金属材料表现出优异的归纳强韧功能以及抗疲劳、抗冲突磨损等功能。梯度纳米结构具有跨标准的晶粒结构，晶粒标准在三维空间呈接连散布，外载作用时微观塑性流变具有晶粒标准效应，从纳米晶表层到芯部的多晶层产生异质塑性变形。微观塑性和谐是梯度结构本征的力学呼应，也是塑性变形和应变硬化的微观机制。迄今，关于梯度结构的拉伸变形，一向存在几个十分令人困扰的问题，如纳米晶层是怎样进行大的塑性变形的？塑性呼应悬殊的不同层之间是怎样进行微观塑性和谐和交互作用的？

  研讨人员在梯度结构拉伸变形时，进行了同步辐射高能x-射线原位测验，研讨了从纳米晶表层到多晶层不同深度的点阵应变及其演化(图1a)，发现梯度结构拉伸时存在两类塑性和谐 (图1b，c)，一是由逐层微观屈从导致的瞬态弹-塑性变形，扩展了梯度结构的弹-塑性应变规模；二是纳米晶层产生塑性局域化。从而，微观塑性和谐引起了层间和层内的应力状况别具一格，异质变形诱导了加工硬化和林位错硬化，使梯度结构中纳米结构表层获得与芯部粗晶层适当的拉伸均匀应变。

  图1 梯度纳米结构的塑性和谐：(a) 梯度纳米结构变形进程的原位逐层观测办法；(b) 由外至内逐层微观屈从行为；(c) 层间、层内异质变形诱导弹-塑性应变规模扩展

  该研讨经过原位观测办法取得了梯度纳米结构逐层微观屈从和纳米晶层产生应变局域化的直接试验依据，给出了对梯度结构拉伸时表现出的层间表观等应变(iso-strain)现象的一种回答，进一步提醒了梯度结构异质变形诱导的扩展弹-塑性应变、异质变形诱导应变硬化并进步微观拉伸应变的微观机理，为了解梯度纳米结构的本征塑性变形行为供给了新的思路。

  这项作业由中科院力学所，北京科技大学，北京大学与香港城市大学的科研人员协作完结，近来在线发表于 Sci China Mater 。此项研讨得到国家重点研制方案、国家基金委根底研讨中心项目、国家基金委项目，以及中科院战略性先导专项的支撑。