刘英光
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琚荣源
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李慧君
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赵光艺
材料研究学报
由微米级粗晶颗粒和纳米级纳晶颗粒组成的纳米晶双峰材料不仅具有高强度,还具有较高的延性.根据Taylor强度理论和Johnson-Cook模型提出纳米晶双峰材料的一个新的本构模型,研究了晶粒尺寸和纳米裂纹对纳晶双峰材料本构及失效行为的影响,并进行了数值计算.结果表明,模型预测的结果与实验结果有很好的一致性.由计算结果可知:在纳晶双峰材料中,纳晶基体能提供高强度,粗晶能有效提高材料延性;纳米裂纹的存在不会导致破坏,反而对应变硬化起积极作用.
关键词:
金属材料
,
本构行为
,
纳米晶双峰材料
,
Taylor强度理论
,
Johnson-Cook模型
刘英光
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彭秀雷
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祝晓燕
稀有金属材料与工程
为了描述由纳晶基体和粗晶颗粒组成的纳晶双峰材料的断裂韧性,通过建立一个粘聚力模型来研究纳晶双峰材料的临界应力强度因子KIC(表征材料断裂韧性).考虑到纳晶双峰材料的一个典型情况:裂纹位于2个纳晶颗粒的交界面处,裂纹尖端与粗晶粒的晶界相交,假设粘聚区的尺寸等于纳晶颗粒的尺寸d.裂纹的钝化和扩展过程受位错和粘聚力的共同影响,刃型位错是从粘聚力裂纹的尖端发射,该过程对裂纹产生屏蔽效应.模型计算结果显示:当粗晶颗粒尺寸D确定时,KIC随着纳晶材料晶粒尺寸d的增大而增大;当纳晶材料晶粒尺寸d确定时,KIc随着粗晶材料晶粒尺寸D的增大而增大;相对于纳晶颗粒的尺寸,断裂韧性对粗晶晶粒的尺寸更加敏感.
关键词:
纳晶双峰材料
,
位错粘聚力
,
断裂韧性
,
晶粒尺寸
