郭小龙
,
卢磊
,
李守新
金属学报
对孪晶铜进行塑性应变幅控制下的疲劳实验, 研究了不同宽度的孪晶内疲劳位错组态及演化过程. 结果表明, 孪晶宽度不同时,孪晶内的疲劳位错组态不同. 当孪晶宽度大于1um时, 孪晶内疲劳位错组态与单晶中情况类似；孪晶宽度介于1um到200 nm之间时, 位错形成类PSBs结构；孪晶宽度介于200 nm到20 nm之间时, 孪晶内只能形成一些位错碎片；孪晶宽度小于20 nm时, 孪晶内没有稳定的晶格位错存在.
关键词:
Cu
,
twin
,
fatigue
,
size effect
吴波
,
魏悦广
金属学报
采用基于机制的应变梯度塑性的传统理论(CMSG), 对具有不同尺寸的铜纳米晶粒及孪晶的应力--应变关系进行了有限元模拟. 在分析中提出了孪晶薄层强化带的概念并用粘聚力模型模拟晶界的滑移和分离现象, 给出了在单向拉伸条件下不同厚度孪晶薄层和不同材料参数对孪晶铜总体应力-应变关系的影响, 同时也给出了晶粒中孪晶薄层取向分布对孪晶铜应力-应变关系的影响. 数值模拟结果显示: 随着晶粒尺寸和孪晶薄层间距的减小, 应变梯度效应逐渐增强, 材料强化效果越明显; 孪晶薄层的取向分布对材料整体的力学性能有较大影响, 并且随着晶粒及孪晶薄层间距的减小, 孪晶薄层取向的影响也越来越小. 最后, 有限元计算结果与实验数据进行了对比分析.
关键词:
Cu
,
twin
,
size effect
,
FEM simulation
刘明霞
,
胡永峰
,
马飞
,
徐可为
金属学报
以模板效应为手段,
在单晶Si--(100)基片上借助预先沉积的Mo膜成功制备出共格
生长的α--W薄膜.
用X射线衍射、场发射扫描电镜和高分辨透射电镜分析薄膜微结构, 用偏
振相位移技术分析残余应力, 用四点探针技术分析电阻率. 结果表明:
Mo模板诱导下共格生 长出的α--W膜为等轴晶,
Si基底上则为亚稳态β--W的非等轴晶. 两组样品的电
阻率和残余应力均随膜厚降低而升高, 但β--W膜归因于晶粒尺寸减小,
即晶界的大量增加; 而β--W/Mo双层膜归因于两者之间共格界面的约束作用,
当膜厚减至数十纳米后尤其如此.
关键词:
钨膜
,
template effect
,
size effect
,
residual stress
,
electric resistance
黎军顽
,
江五贵
金属学报
采用准连续介质法模拟了单晶Al和单晶Cu纳米压痕实验中的初始塑性变形过程获得了压头在不同压深下的加载和卸载曲线. 在计算得到的载荷-压深曲线基础上, 根据Oliver-Pharr法计算了薄膜材料的接触刚度、纳米硬度和弹性模量,并与相关文献的实验结果进行了比较. 研究表明, 接触刚度--位移曲线呈线性关系;纳米硬度测量中存在尺寸效应, 而在弹性模量测量中却不存在尺寸效应. 单晶Al和单晶Cu纳米硬度和弹性模量计算值分别为(0.584±0.013)和(84.088±0.332) GPa, (0.755±0.027)和(131.833±4.449) GPa.预测值与实验结果吻合, 表明使用该方法预测薄膜材料的纳米硬度和弹性模量是可行的.
关键词:
准连续介质法
,
nanoindentation
,
size effect
王传杰
,
王春举
,
程利冬
,
郭斌
,
单德彬
材料科学与工艺
为便于取出微正挤压零件,设计了具有分瓣式结构的微正挤压凹模,并成功成形出最小挤出杆直径为0.25 mm的微正挤压件.采用扫描电子显微镜(SEM)及金相显微镜对微正挤压件的表面形貌及微观组织进行了观察.结果表明,随着挤出杆尺寸的减小或晶粒尺寸的增大,内外层材料的非均匀塑性变形程度增加;当挤出杆尺寸降低到亚毫米尺度时,微挤压成形件发生了一定弯曲;微正挤压件纵向和横向微观组织的非均匀分布表明,在微正挤压成形过程中材料在纵向和横向上都经历了严重的非均匀塑性变形.材料的非均匀塑性变形程度是随着挤出杆尺寸的减小或晶粒尺寸的增加而不断增加的.
关键词:
微成形
,
正挤压
,
尺寸效应
,
T2紫铜
,
表面形貌
,
微观组织
,
非均匀变形
王学滨
,
杨梅
,
赵扬锋
稀有金属材料与工程
采用能描述非均质性的具有内部长度的梯度塑性理论推导了颈缩区域的非均匀的塑性拉伸应变.描述了颈缩区域的外形轮廓,并计算了当颈缩区域的体积保持不变时的颈缩区域的塑性伸长.由于外形轮廓已被确定,因而导出了真应力的表达式.目前得到的关于真应力-真应变曲线解析解的优越性在于:所需要的参数具有明确的物理意义,如:采用软化模量描述脆性;采用弹性模量描述弹性;采用特征长度描述材料的非均质性;模型中含有标定长度可用于研究结构的尺寸效应等.将目前得到的解析解与前人通过实验得到的钛及Ti-6Al-4V的真应力-真应变曲线进行了对比,验证了本文考虑微小结构效应及局部化颈缩的真应力-真应变曲线的解析解.另外,还发现Ti-6Al-4V的脆性及非均质性要高于商业纯钛.前人试验发现的局部化带在2种材料内部的传播速度的差异可以通过它们具有不同的脆性得到解释.
关键词:
真应力-真应变曲线
,
微结构
,
钛
,
Ti-6Al-4V合金
,
尺寸效应
,
颈缩
,
应变局部化
孙军
,
张金钰
,
吴凯
,
刘刚
金属学报
doi:10.11900/0412.1961.2016.00315
纳米金属多层膜材料已成为目前高性能微元器件以及互连结构的核心材料体系, 其服役过程中的变形损伤与断裂是导致系统失效的关键因素. 以本课题组近年来的研究结果为基础, 结合当前国内外有关金属多层膜微柱体塑性变形行为研究的最新进展, 阐述了金属多层膜微柱体微观结构-尺寸约束-服役性能三者之间的关联性, 揭示了金属多层膜微柱体变形模式与损伤的内在规律, 归纳了晶体/晶体与晶体/非晶两类层状结构材料加工硬化/软化行为的微观机理, 并对纳米金属多层膜研究的发展趋势进行了展望.
关键词:
纳米金属多层膜
,
微柱体
,
塑性变形
,
形变损伤
,
尺寸效应
王佰智
,
温志勋
,
刘大顺
,
岳珠峰
稀有金属材料与工程
对Ni3Al(y,)沉淀相尺寸对镍基单晶高温合金拉伸性能的影响进行了研究.对镍基单晶高温合金而言,材料的屈服来源于位错以Orowan机制绕过沉淀相,而Orowan应力与沉淀相间距有关.根据这一机理,基于晶体塑性理论,引入一个本构方程以表征沉淀相尺寸对镍基单晶高温合金屈服强度的影响.采用该本构模型,分别计算了在[001]以及[111]2个取向下,含有尺寸为0.2～2.5 μm沉淀相的镍基单晶高温合金屈服强度,并与试验结果进行了对比验证.结果表明,该模型可以准确表征镍基单晶高温合金沉淀相的尺度效应.
关键词:
镍基单晶高温合金
,
本构模型
,
Orowan应力
,
晶体塑性
,
尺度效应
