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Deformation Mechanism and Stabilization of Martensite in TiNi Shape Memory Alloy

Shuai Wang Koichi Tsuchiya Lei Wang Minoru Umemoto

材料科学技术(英文)

The deformed microstructures of a TiNi shape memory alloy were investigated in present study to clarify the deformation mechanism. It is found that the stress-strain curve was divided into three stages based on the deformation modes. The cause of martensitic stabilization effect was also interpreted by paying special attention to the deformed microstructures. Transmission electron microscopic examination revealed that at the early stage of deformation martensitic reorientation and compound twinning relieved some of the elastic strain energy stored in martensite, and this contributes to the martensitic stabilization effect. However, when deformation strain became larger, the density of dislocations increased correspondingly. Antiphase boundaries were also found. The degree of ordering was therefore decreased due to dislocations and antiphase boundaries. So disordering was another cause of martensitic stabilization e®ect. In the middle stage of deformation martensitic stabilization was attributed to the two reasons above.

关键词: TiNi shape memory alloy , transmission electron microscopy , ordering , dislocation , martensitic transformation.

石墨/镁基复合材料中的残余应变、位错及孪晶

武凤 , 朱静

金属学报

利用电子显微术对石墨/镁基复合材料界面附近热应力造成的残余应变、位错结构及孪晶进行了分析与观察。位错形成于基体界面区,在切向、径向及轴向力的作用下向基体运动。在界面处存在一厚度约为150nm的应变层,在基体狭窄区存在应变集中现象。孪晶一般形成于界面处。若粗大孪晶终止于相邻界面处时,可导致界面开裂

关键词: 纤维增强复合材料 , residual strain , dislocation , twin

Ti--2Al--2.5Zr合金的高温低周疲劳行为

王航徐燕灵孙巧艳肖林孙军葛鹏

材料研究学报

研究了Ti--2Al--2.5Zr合金的高温(673K)低周疲行为, 结果表明: Ti--2Al--2.5Zr合金的循环变形表现出初始硬化、随后软化和最后二次硬化的特征。在高温和较高应变幅((εt/2)>$1.0\%)条件下, 材料的疲劳寿命高于室温下的疲劳寿命。随着应变幅的提高, 高温673 K材料疲劳变形后形成的位错组态由位错墙逐渐演变成成熟的位错胞。多系滑移开动和塑性变形均匀性增强是高温Ti--2Al--2.5Zr合金疲劳寿命提高的原因。

关键词: 金属材料 ,  low cycle fatigue , Ti–2Al–2.5Zr , secondary cyclic hardening , dislocation

一种单晶镍基合金的高温蠕变损伤

田素贵 , 周惠华 , 张静华 , 杨洪才 , 徐永波 , 胡壮麒

金属学报

测定了[001]取向单晶镍基合金的蠕变曲线,并利用SEM和TEM对蠕变后期的微观组织结构进行了观察结果表明:蠕变第三阶段结构特征是大量位错切入筏状γ'相.降低了台金的蠕变抗力两个滑移系统交割产生滑移台阶,连续的交替滑移使筏状γ'相发生扭曲、并产生微裂纹是蠕变断裂的直接原因

关键词: 单晶镍基合金 , dislocation , creep , fracture

单晶Cu材料纳米切削特性的分子动力学模拟

梁迎春盆洪民白清顺

金属学报

建立了单晶Cu纳米切削的三维分子动力学模型, 研究了不同切削厚度下纳米切削过程中工件缺陷结构和应力分布的规律. 纳米切 削过程中, 在刀具的前方和下方形成变形区并伴随缺陷的产生, 缺陷以堆垛层错和部分位错为主. 在纳米尺度下, 工件存在很大的表面应力, 随着切削的进行, 工件变形区主要受压应力作用, 已加工表面主要受拉应力作用. 随着位错在晶体中产生、繁殖及相互作用, 工件先后 经过弹性变形---塑性变形---加工硬化---完全屈服4个变形阶段, 随后进入新的循环变形. 结果表明: 工件应力--位移曲线呈周期性变化; 切削厚度较小时, 工件内部没有明显的层错产生, 随着切削厚度的增大, 工件表面和亚表层缺陷增加; 切削厚度越大, 对应应力分量值越小.

关键词: 单晶Cu , molecular dynamics , dislocation , stress distribution , cutting thickness

单晶Cu纳米加工机理及其热效应的分子动力学模拟

郭永博梁迎春陈明君卢礼华

金属学报

基于大规模并行算法建立了单晶Cu纳米加工新型三维分子动力学仿真模型, 采用Tersoff势、嵌入原子势 (embedded atom method, EAM) 和Morse势分别描述刀具原子之间、工件原子之间和工件与刀具原子之间的相互作用. 研究了纳米加工过程中系统的温度分布及 其热效应的影响, 从位错和温度的角度对切屑形成过程和纳米加工表面的形成机理进行了分析. 模拟结果表明: 位错的扩展方向和切屑的堆积方向均沿着与切削方向成45°方向<110>晶向)运动; 系统的温度分布呈同心形, 切屑处温度最高, 同时在金刚石刀具中存在较大的温度梯度; 随着系统温度升高, 工件材料具有热软化效应; 切削速度和切削刃钝圆半径对系统的温度分布影响很大.

关键词: 单晶Cu , nanomachining , molecular dynamics , temperature distribution , thermal soft effect , dislocation

GH30和GH34合金的蠕变-疲劳交互作用

王翔 , 周浩 , 孔庆平

金属学报

研究了GH30和GH34合金的蠕变-疲劳交互作用,观察到两种负交互作用:GH30合金在先蠕变后疲劳的条件下的负交互作用和GH34合金在连续循环蠕变的条件下的负交互作用。前者的交互作用项中疲劳损伤指数远大于蠕变损伤指数。因而负交互作用主要是由于预蠕变部分地抑制了后续疲劳的损伤。后者的交互作用项中的蠕变损伤指数远大于疲劳损伤指数。因而负交互作用主要是由于疲劳部分地消除了蠕变损份。还用微观观察的结果分析了这两种负交互作用的微观本质。

关键词: 蠕变 , fatigue , creep-fatigue interaction , dislocation , alloy GH30 , alloyy GH34

提拉法Tm:YAG晶体的生长缺陷研究

宋平新 , 赵志伟 , 徐晓东 , 邓佩珍 , 徐军

无机材料学报

采用提拉法(CZ)生长了质量优异的Tm:YAG晶体.部分晶片在1000℃的空气气氛中退火25h.借助光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM),结合化学腐蚀法,对Tm:YAG晶体退火前后(111)面的缺陷特征进行了研究. Tm:YAG晶体(111)面的位错腐蚀坑呈三角形. 在偏光显微镜下观察了退火前后Tm:YAG晶体(111)面的应力双折射.同时应用高分辨X射线衍射法测定了晶体的完整性.实验结果表明,长时间空气气氛下高温退火有效降低了晶体中总的位错密度,提高了晶体质量.

关键词: Tm:YAG晶体 , chemical etch , dislocation , annealing

PST双相TiAl类单晶室温变形位错特征

刘毅 , 林栋梁 , 汪德宁 , 陈达 , 陈世朴 , 刘治国 , 孟祥康

金属学报

利用透射电子显微镜研究了PST双相TiAl类单晶室温变形后的位错特征。发现除微孪晶和1/2<110]单位位错外,<011]超点阵位错和1/2<112]超点阵位错也参与了变形。<011]位错通常发生:[101]→1/2[101]+APB+1/6[211]+SISF+1/6[1 2]的分解,而1/2<112]超点阵位错则通常分解形成由1/6<112]部分位错构成的层错偶极子。1/2<110]单位位错通常是混合型位错。本文讨论了这些特征对材料室温变形的影响。

关键词: PST晶体 , TiAl , intermetallics , dislocation , deformation

310奥氏体不锈钢应力腐蚀的透射电镜原位观察

黄一中 , 陈奇志 , 褚武扬

金属学报

用自制的恒位移加载台,在透射电镜中原位观察310奥氏体不锈钢在纯水中局部溶解前后裂尖位错组态的变化以及微裂纹的形核和扩展.结果表明,310奥氏体不锈钢在室温纯水中局部阳极溶解能促进位错发射、增殖和运动,在低应力下,纳米级微裂纹在无位错区中连续或不连续形核,由于介质的作用,纳米级微裂纹并不钝化成空洞或缺口,而是解理扩展.

关键词: 310不锈钢 , TEM , dislocation , anodic dissolution

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