构金属材料概念的提出迄今不到十年。异构是指一种微结构，其标志性特征是组织结构包括晶粒、晶体缺陷、相组成等，在三维空间的跨尺度多层级有序构筑，这或多或少地是从竹子和贝壳等自然界具有优异综合强韧性能的生物材料中得到了启发。异构微观设计的出发点是材料物理学家Ashby于20世纪70年代提出的一个力学概念，即应变梯度，描述两侧相互约束的界面处塑性应变随距离变化的一阶导数，需要形成具有协调塑性变形作用的几何必需位错来协调应变梯度。异构中晶粒跨尺度分布，强度和拉伸塑性呈现两极分化，例如小拉伸塑性的高强度纳米/超细晶粒与大拉伸塑性的低强度微米晶粒，塑性应变不兼容的2个相邻区域进行塑性变形时，在晶界及其附近就会形成一个应变梯度呈现连续变化的异质界面区，这是异构发生塑性变形时的一个标志性微结构响应。为此，异构的塑性变形同时包含了2种位错塑性行为，一是晶粒内部传统的林位错塑性，二是异质界面区的几何必需位错塑性，2种位错行为协同地进行塑性变形以及强化和应变硬化。

随着对异构微结构的作用和变形物理的深入研究，认识到异构塑性变形的本质属性就是几何必需位错和林位错共同起作用，可以用异构基元及其有序构筑来描述异构普适性的微观特征，其中异构基元是产生应变梯度的基本单元，是一个微结构的组合，基元设计的核心就是调控异质界面区的分布和范围以及应变梯度的大小，这也是异构实现强韧匹配的基础。在此基础上设计出了各种各样的异构基元，例如塑性不兼容的2个相邻晶粒就是典型的异构基元，双相组织中的两相晶粒也组成了异构基元，晶粒与内部的晶体缺陷，例如孪晶和位错胞，以及与内部的纳米析出和第二相等也构成了基元。同时，基元按不同的有序构筑方式进行空间排列就是异构，例如晶粒尺度的梯度、层状、多级尺度晶粒等，以及晶粒尺度和孪晶密度/析出相密度等的各种复合异构等。

异构金属材料为发现新结构、新性能、新机理提供了很好的契机。异构引起了新的科学问题，例如基元序构导致的异构强韧效应，统计储存位错与几何必需位错协同产生的塑性交互作用，基于几何必需位错的异质塑性变形，额外的应变硬化与额外的强化，以及基元构筑方式及其力学性能的尺度效应。重要的是，各种各样的异构结合了传统均质材料中两极分化的力学性能，表现出高屈服强度下的强度与拉伸塑性、强度与韧性、强度与导电性能等相互矛盾性能之间的协同提升。传统金属材料中，包括钢铁、钛合金、铝合金、镁合金、高温合金等，并已经拓展到金属基复合材料和磁性材料等，异构化金属材料逐渐成为了新的研究热点和前沿。

国内学者在异构金属材料领域做出了很多出色的研究成果，包括异构金属材料的设计与制备，强化与硬化以及变形与断裂机制、微结构与力学性能关系等。鉴于此，尤其是为了鼓励年轻人在异构材料研究方向上开展创新研究，《金属学报》邀请了国内部分研究团队撰写相关论文，系统介绍在异构金属材料不同方向上取得的特色或创新性研究成果，出版一期“异构金属材料专刊”。本专刊总计邀请了15个研究团队，其中包括综述论文8篇、观点论文1篇、研究论文6篇，研究方向包括异构塑性与强韧化机理、设计与制备技术、力学性能与服役性能等。《金属学报》希望通过专刊的方式，系统介绍近年来国内学者在异构材料研究上取得的重要研究成果，促进异构材料的学术交流与研究发展。