北科大联合马普所开发低成本新型不锈钢，破解氢脆与腐蚀双重难题

　　近日，北京科技大学联合德国马克斯·普朗克可持续材料研究所团队成功设计出一种兼具低成本、高耐腐蚀性和优异抗氢脆性能的奥氏体不锈钢，相关研究成果以"Segregation passivation makes cost-effective stainless steel resistant to corrosion and hydrogen embrittlement"为题在国际顶级期刊《Science Advances》上发表。
　　该研究聚焦氢能经济发展背景下材料长期安全服役的重大需求。不锈钢作为氢能基础设施的关键材料，在氢气生产、储存和运输过程中易发生氢脆与腐蚀耦合失效，严重制约其应用。研究团队创新提出"晶界偏聚钝化"设计策略，通过将氮原子引入晶界实现原子尺度钝化，从微观机理层面有效抑制氢侵入行为及腐蚀反应过程。
　　基于该策略研制的新型不锈钢名义成分为Fe-20Cr-9Ni-2.5Mn-1.6Mo-1Cu-0.2N（wt%），成本仅4.15美元/公斤，低于商用316L等不锈钢，碳足迹也更低。性能测试显示，相比316L不锈钢，其耐腐蚀性提升3.8倍，抗氢脆能力提升1.35倍，室温下氢扩散系数低至约7.8×10?1?m2/s，在酸、碱等苛刻环境中表现出优异综合性能。
　　该研究成果为氢能制备、储运与能量转换等关键装备材料设计提供了新思路，对支撑绿色低碳能源体系建设具有重要意义。北京科技大学博士生成红旭为论文第一作者，骆鸿教授、李晓刚教授及马普所Dierk Raabe教授为通讯作者。研究得到了国家自然科学基金、科技部重点研发计划等项目资助。