双相（α+β）钛合金通常表现出有限的均匀延伸率（εu），这主要源于缺乏<c+a>位错，导致加工硬化能力不足，以及半相干α/β界面导致应变不兼容。间隙原子（如N和O等）的“毒化效应”（即显著恶化拉伸塑性）进一步加剧了双相钛合金的强度-延性权衡。西安交大金属材料强度全国重点实验室孙军院士和张金钰教授团队提出了一种反直觉的策略，即在模型双相钛-铬-锆-铝合金中利用双功能氮位错相互作用，构建异质层状结构，包括富氮低角度晶界（LAGB）装饰的延伸αp晶粒和β晶粒中密集相干的间隙氮α′-纳米孪晶马氏体。这种利用N原子-位错交互作用设计的层状结构，赋予间隙N掺杂的Ti-Cr-Zr-Al双相钛合金优异的室温力学性能：超高屈服/抗拉强度~1532/1869 MPa和大的均匀延伸率εu ~10.2%，同时具有高加工硬化能力（σUTS - σy）~337 MPa，超过了目前报道的所有钛合金。研究成果首次揭示间隙原子-位错交互的双重功能，为设计高强度高塑性合金提供新范式，可推广至其他间隙强化型合金（如钢、高熵合金），满足航空航天轻量化关键部件需求。该研究成果以“Harnessing Bifunctional Nitrogen-Dislocation Interactions for A Record Ultra-strong-and-ductile Duplex Titanium Alloy” （《利用双功能氮-位错交互作用实现创纪录的超高强度延性双相钛合金》）为题在线发表于Advanced Science上。