具有强度、延展性和耐腐蚀性的双相不锈钢已广泛用于结构材料。然而，低屈服强度严重限制了双相不锈钢在汽车和航空航天工业高端制造中的应用。在不显著降低延展性的情况下有效提高屈服强度仍然是一个活跃的研究领域。为了克服显著的强度-延展性的矛盾问题，通过严重的塑性变形和退火，制备了具有各种结构的定制双相不锈钢，包括纳米晶粒钢、梯度结构钢、层压钢和异质结构钢等，这些结构材料表现出良好的力学性能。

电磁冶金中心张新房教授通过闪速退火处理双相不锈钢获得了优异的机械性能。双相不锈钢材料获得了硬度相等的奥氏体和铁素体相，屈服强度增加了一倍，而没有显著的延展性损失。屈服强度的提高是由晶界强化（对屈服强度的贡献为60%）和异质变形引起的强化（剩余40%对屈服强度）引起的，这是由于两相之间应变分配的显著差异。高应变硬化能力确保了延展性而不会显著降低，这与多种微结构变形机制有关。这些机制包括铁素体与位错胞形成和奥氏体的协同变形，伴随着位错堆积、层错和变形诱发的纳米级孪晶和马氏体的相继出现。变形诱导的多层堆垛断层网络和高密度Lomer-Cotterll锁通过增强奥氏体和铁素体的非均匀变形行为进一步改善了应变硬化响应。

研究成果于2022年9月以“Reconfiguring dual-phase structure with equal micro-hardness to achieve double strength with slight ductility sacrifice”为题发表在国际权威学术期刊《 Journal of Materials Science & Technology》（影响因子10.320）上。论文第一作者是博士生刘学兵，通讯作者是张新房教授。该工作有助于通过调整多相材料中组成相的硬度，利用异质结构材料实现优异的机械性能。该结构设计思路在多相材料的机械性能提升方面具有实际应用的潜力。