|
2014年, 第50卷, 第2期 刊出日期:2014-02-20
|
上一期
下一期 |
|
|
|
剧烈塑性变形对块体纳米金属材料结构和力学性能的影响*
倪颂, 廖晓舟, 朱运田
金属学报. 2014, 50 (2): 156-168.
DOI: 10.3724/SP.J.1037.2013.00616
综述了剧烈塑性变形引起的块体纳米金属材料的结构和力学性能演变. 以电化学沉积法制备的fcc结构纳米晶Ni-20%Fe (质量分数)合金为研究对象, 通过对其进行不同应变量的高压扭转实验, 系统分析了变形引起的结构和力学性能演变. 结构表征结果表明: (1) 变形引发纳米晶Ni-Fe合金晶粒旋转, 实现晶粒长大. 同时, 晶粒长大过程伴随着位错密度、孪晶密度的演变; (2) 存在一个最有利于变形孪晶生成的晶粒尺寸范围(45~100 nm), 在这个晶粒尺寸范围之外, 去孪晶起主导作用使原有的生长孪晶或变形孪晶消失; (3) 位错密度是影响位错与孪晶反应的新的影响因素. 当发生孪晶的晶粒内位错密度低时, 位错可完全穿过孪晶界, 部分穿过孪晶界, 或被孪晶界吸收; 发生孪晶的晶粒内位错密度高时, 大量位错缠绕并堆积在孪晶界附近, 形成应力集中, 破坏孪晶界原有的共格性. 为释放局部应力, 将从孪晶界的另一侧发射不全位错形成层错和二次孪晶; (4) 在塑性变形导致的晶粒长大过程中, 原先偏聚于消失了的晶界上的C和S沿残留晶界扩散并继续偏聚于晶界上. 结构与力学性能关系结果表明: 随着应变量的增加, 应变强化、应变软化交替出现. 位错密度对硬度的演变起主导作用, 其它结构演变(如孪晶密度的变化和晶粒尺寸变化)对硬度的演变起次要作用.
Figures and Tables |
References |
Related Articles |
Metrics
|
|
层错能对纳米晶Cu-Al合金微观结构、拉伸及疲劳性能的影响*
安祥海, 吴世丁, 张哲峰
金属学报. 2014, 50 (2): 191-201.
DOI: 10.3724/SP.J.1037.2013.00591
总结了层错能对Cu-Al纳米晶合金微观结构、拉伸性能和疲劳行为的影响. 研究表明: 随着层错能的降低, 材料微观结构的演化逐步从位错分割机制主导转变为孪晶碎化机制主导, 导致其平均晶粒尺寸逐步减小, 而其均匀微观结构的形成经历先难后易的转变. 同时, 发现Cu-Al纳米晶合金的强度随层错能的降低得到明显改善, 其均匀延伸率存在一最优值, 使其均匀延伸率最佳. 对不同晶粒尺寸的样品进行力学实验证实, 随层错能降低, 其强塑性匹配得到明显提升. 在循环变形过程中, 随层错能降低, 晶粒长大导致的微观组织不稳定性和高度应变局部化的剪切带均有明显改善. 材料的疲劳损伤微观机制随之从晶界迁移主导的晶粒长大逐步转变为其它晶界行为, 如原子重组、晶界滑动和转动等. 纳米材料的综合疲劳性能(低周和高周疲劳)随层错能的降低呈现同步提高的趋势.
Figures and Tables |
References |
Related Articles |
Metrics
|
|
Cu-Nb复合线材在形变与退火过程中显微结构演变的研究*
邓丽萍, 杨晓芳, HAN Ke, 孙泽元, 刘庆
金属学报. 2014, 50 (2): 231-237.
DOI: 10.3724/SP.J.1037.2013.00622
采用SEM和TEM, 对不同形变量及退火温度下的Cu-Nb微观复合线材的显微组织结构进行了分析, 并对形变和退火试样进行了硬度测试. 结果表明: 随着形变量增大, 材料界面密度及其增加速率逐渐增大. 当材料结构达到纳米尺寸时(应变=24.8), 界面密度及其增加速率显著增加, 使得硬度及其增加速率明显增大, 同时伴随有纳米Cu基体内部层错和旋转晶界的产生. 退火过程中Cu基体的显微组织变化表现出明显的多尺度效应, 其变化可分为3个阶段: 微米及亚微米Cu基体先发生回复再结晶, 而纳米Cu基体回复再结晶受到抑制; 纳米Cu基体回复再结晶; Nb丝球化及长大.
Figures and Tables |
References |
Related Articles |
Metrics
|
|
搅拌摩擦加工超细晶及纳米结构Cu-Al合金的微观组织和力学性能研究*
薛鹏, 肖伯律, 马宗义
金属学报. 2014, 50 (2): 245-251.
DOI: 10.3724/SP.J.1037.2013.00661
通过强制冷却的搅拌摩擦加工(FSP)技术在Cu-Al合金中得到了超细晶和纳米结构的微观组织, 利用电子背散射衍射、透射电子显微镜等技术研究了层错能对FSP Cu-Al合金微观组织和力学性能的影响. 结果表明, FSP Cu-Al合金为均匀、等轴的再结晶组织, 随着层错能的减小, 晶粒尺寸不断降低, 而且在低层错能的FSP Cu-Al合金中, 超细晶粒内部生成了丰富的纳米孪晶片层组织, 进一步细化了微观组织. 由于微观组织的逐步细化, FSP Cu-Al合金的强度随层错能的降低逐步提高, 而均匀延伸率呈现出先增加后减小的趋势.
Figures and Tables |
References |
Related Articles |
Metrics
|
|