以面心立方（fcc）结构为主相的多主元合金通常具有优异的室温综合力学性能和在极端条件下服役的潜力。然而，他们普遍存在屈服强度低的弊端而无法满足实际工程需要。贾楠课题组提出了一种具有普适性的高强韧fcc合金设计策略，即通过简单的热机械处理引入间隙原子驱动的局部化学有序（LCO）结构。开发的FeMnCoCrN多主元合金和FeMnCrMoN多主元不锈钢均可达到超高的屈服强度（>1.34 GPa）和良好的韧性（>12.5%）匹配，LCO板条结构对合金强化贡献显著，且板条的形成与局域化学序密切相关。此外，研究证实了SRO结构为所研究多主元合金的本征属性，即SRO在固溶处理后即存在且贯穿存在于随后的冷轧态、部分/完全再结晶态。这些发现为大幅度提升fcc结构多主元合金的屈服强度提供了新途径，同时为开发具有超高屈服强度和良好韧性匹配的非均匀合金微观组织设计提供了理论指导。
异构引起的材料强化和加工硬化被归因于异质变形诱导的（hetero-deformation induced，HDI）强化和硬化。HDI强化/硬化与相邻区域间不同流变应力所引起的机械不相容性有直接关系。这就引发了一个问题，即非均匀材料内部的变形不相容性演化与HDI强化/硬化之间有何关系？此外，在变形过程中GNDs的累积可导致材料的内应力发生显著变化，这改变了不同区域的应力状态和力学响应，从而引起区域之间发生应力/应变的动态传递。然而，异构材料中的不同区域在共变形过程中如何交互作用与相互协调仍不明确。特别是软、硬区域之间的交互作用与HDI强化的定量关系仍不清楚。基于此，贾楠课题组以具有简单拓扑结构的Ti/Nb叠层板作为异质结构的模型材料，借助原位中子衍射技术定量表征了叠层板在单轴拉伸过程中各组元金属的应力-应变响应以及相应的变形不相容性，揭示了组元层之间交互作用与HDI硬化的关联性。研究表明，在块体叠层材料的均匀变形过程中，受较软Ti层约束的超细晶Nb层表现出一定的加工硬化但流变应力略有减小。在弹性变形和弹塑性变形阶段中组元金属间累积的力学不相容性导致显著的HDI强化，并且该HDI应力值与相间应力的最大值相当。有趣的是，HDI硬化和相间应力随形变的演化趋势一致，表明HDI硬化直接关联于非均匀结构内部的变形不相容性。因此，组元层间的交互作用可以作为衡量叠层材料中HDI强化与硬化的重要指标，并且通过分析微观应力可指导材料的异构组织设计。这些发现为异质结构材料的微观形变和强韧化机制提供了新见解。
