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氢影响下纳米晶体晶界滑移和晶界三叉点裂纹形核模型

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应用数学和力学 2024年

作者：赵可可朱云蝶张吉鼎江晓禹西南交通大学力学与航空航天学院

在远场均匀拉伸载荷下，裂纹尖端会产生应力集中，与裂纹尖端相邻的晶界会承受较大的切应力，此切应力会导致晶界滑移。研究了氢和纳米晶界滑移对晶界裂纹形核、临界应力强度因子以及屏蔽效应的影响。应用连续分布位错方法给出了模型的... 详细信息

在远场均匀拉伸载荷下，裂纹尖端会产生应力集中，与裂纹尖端相邻的晶界会承受较大的切应力，此切应力会导致晶界滑移。研究了氢和纳米晶界滑移对晶界裂纹形核、临界应力强度因子以及屏蔽效应的影响。应用连续分布位错方法给出了模型的理论解。结果表明：由于位错在晶界三叉点和滑移带尖端处的塞积，楔形裂纹会优先沿着晶界三叉点DC方向和晶界BD向上萌生，而且氢会使得裂纹萌生的总能量降低，氢浓度每增加1%，萌生最稳定裂纹的总能量大约降低1.86%。虽然晶界滑移会使得裂纹尖端的临界应力强度因子和屏蔽效应增大,但是氢使得临界应力强度因子降低。最后根据弱键理论，研究了氢对表面能的影响，氢浓度每增加1%，表面能降低5%。这一理论工作提供了氢和晶界滑移对材料微观断裂力学的新信息，有助于解释金属断裂的微观机理。

关键词：晶界滑移晶界三叉点裂纹氢临界应力强度因子屏蔽效应

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晶界滑移对镍基合金失延开裂的影响

中国有色金属学报 2013年第5期23卷 1269-1274页

作者：崔巍陈静青陆皓陈俊梅上海交通大学材料科学与工程学院上海200240

为了研究镍基合金焊材FM-52M的高温失延裂纹(DDC),采用改进的应变-裂纹(STF)实验方法,提出新的裂纹敏感性判据——晶界滑移量。并将之与裂纹数量相结合定量评估不同温度、不同变形量条件下材料的DDC敏感性。结果表明:本研究中所得到的... 详细信息

为了研究镍基合金焊材FM-52M的高温失延裂纹(DDC),采用改进的应变-裂纹(STF)实验方法,提出新的裂纹敏感性判据——晶界滑移量。并将之与裂纹数量相结合定量评估不同温度、不同变形量条件下材料的DDC敏感性。结果表明:本研究中所得到的材料临界变形量6%大于传统STF方法得到的4%的临界变形量。预热处理、峰值温度、变形速率等条件都能显著影响DDC的敏感性。此外,利用显微硬度标记了许多微区,并对实验前后的微区进行了SEM观察,探讨晶界滑移与析出物在DDC的萌生与扩展过程中的作用。

关键词：晶界滑移高温失延裂纹镍基合金

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FCC金属Pd中晶界滑移的研究

金属学报 2008年第3期44卷 257-262页

作者：王雨晨中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家(联合)实验室沈阳110016

使用位能图方法对金属Pd中晶界滑移的研究表明:有序晶界滑移易于开动,有序晶界的滑移可以引起晶界的迁移;与有序晶界相反,无序晶界的滑移很难开动.该结果可以解释形变过程中应力集中和位错发射通常均出现在无序界面处.

关键词：晶界滑移分子静力学位能图 Pd

AZ31B 镁合金板材中晶界滑移的晶体塑性仿真

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2021年第1期31卷 138-155页

作者：李子涵周国伟李大永汪华苗唐伟琴彭颖红 Hatem S.ZUROB 吴沛东上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240 Department of Materials Science and Engineering Ohio State UniversityColumbusOhio 43212USA 上海交通大学材料基因组联合研究中心上海200240 Department of Materials Science and Engineering McMaster UniversityHamiltonOntario L8S 4G7Canada Department of Mechanical Engineering McMaster UniversityHamiltonOntario L8S 4G7Canada

建立一种耦合滑移、动态再结晶以及晶界滑移的晶体塑性模型以仿真镁合金的高温变形行为及织构演化。首先,通过实验测量单轴拉伸、压缩后的织构以及显微组织演化,研究AZ31B镁合金在300°C的变形机制。结果发现,动态再结晶在应变小于0.2... 详细信息

建立一种耦合滑移、动态再结晶以及晶界滑移的晶体塑性模型以仿真镁合金的高温变形行为及织构演化。首先,通过实验测量单轴拉伸、压缩后的织构以及显微组织演化,研究AZ31B镁合金在300°C的变形机制。结果发现,动态再结晶在应变小于0.2时起到细化晶粒的作用,之后晶界滑移在变形过程中起显著作用。此外,建立晶界滑移模型来评估由晶界滑移产生的应变以及晶粒转动,并与多晶体塑性模型VPSC相耦合。所建立的VPSC-DRX-GBS模型可以很好地计算应力−应变曲线、晶粒尺寸、织构演化以及实验中所发现的拉伸与压缩织构演化显著差异。计算的晶界滑移贡献率在拉伸条件下显著高于压缩条件的,这是由于在拉伸时晶界上更易产生孔洞形核。

关键词：镁合金晶界滑移动态再结晶多晶体塑性织构

少量Mg、Zr对一种Ni-Cr-Ti型变形合金晶界滑移行为的影响

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钢铁 1989年第8期24卷 48-53页

作者：徐凤琴郭恩才钢铁研究总院

采用板状试样,沿垂直于应力轴方向预制刻线作为标记,在750℃、392 MPa真空蠕变条件下测定了含少量镁、锆与无镁、锆的Ni-Cr-Ti型变形合金的晶界滑移量,表明在稳态蠕变阶段两种合金没有多大差异,但进入第三蠕变阶段后,合镁、锆合金晶界... 详细信息

采用板状试样,沿垂直于应力轴方向预制刻线作为标记,在750℃、392 MPa真空蠕变条件下测定了含少量镁、锆与无镁、锆的Ni-Cr-Ti型变形合金的晶界滑移量,表明在稳态蠕变阶段两种合金没有多大差异,但进入第三蠕变阶段后,合镁、锆合金晶界滑移量和晶界滑移速率逐渐加大,明显超过无镁、锆合金。加入少量镁、锆对晶内滑移也起较大作用,晶内滑移随时间迅速增加,致使晶界滑移与总应变的比值逐渐降低。无镁、锆合金晶内滑移很少,只在断裂前在断口附近有较密滑移带。两合金的晶界滑移-时间曲线与总应变-时间曲线对应相似,晶界滑移受控于晶内滑移。

关键词：变形合金晶界滑移镁锆

超塑性变形中晶界滑移晶粒转动耦合的一种物理模型

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沈阳航空工业学院学报 1992年第4期9卷 28-33页

作者：张德荣

奥氏体耐热钢的晶界形态对蠕变断裂强度和晶界滑移的影响

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钢铁研究学报 1988年第3期 36-36页

作者：王玉砚

通过改变晶界形态强化晶界是改善多晶耐热合金高温强度晨有效的途径之一。对于奥氏体耐热钢,锯齿形晶界可阻止晶界裂纹的发生与扩展,但对具体的强化机制尚不完全清楚。本文认为,锯齿形晶界的强化作用是由于阻碍晶界滑移引起的,尤其对高... 详细信息

通过改变晶界形态强化晶界是改善多晶耐热合金高温强度晨有效的途径之一。对于奥氏体耐热钢,锯齿形晶界可阻止晶界裂纹的发生与扩展,但对具体的强化机制尚不完全清楚。本文认为,锯齿形晶界的强化作用是由于阻碍晶界滑移引起的,尤其对高温下常见的晶界破坏起重要作用。随着晶界滑移长度的减小,连接于三个方向晶界的交界点(称三重点)的应力集中程度降低,发生延性的沿晶断裂。分析

关键词：晶界滑移高温下蠕变断裂奥氏体耐热钢奥氏体钢

水下搅拌摩擦加工Ti-15-3合金的组织及超塑性变形

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兵器材料科学与工程 2024年第4期47卷 59-63页

作者：倪立锦王文韩鹏乔柯强凤鸣王快社西安建筑科技大学冶金工程学院陕西西安710055

采用水下搅拌摩擦加工技术制备细晶Ti-15V-3Al-3Cr-3Sn(Ti-15-3)合金。通过电子背散射衍射对搅拌区(stirring zone,SZ)晶粒细化机制进行分析。用电子万能试验机对SZ试样进行超塑性拉伸。结果表明:SZ高角度晶界比例为74.5%,平均晶粒尺寸... 详细信息

采用水下搅拌摩擦加工技术制备细晶Ti-15V-3Al-3Cr-3Sn(Ti-15-3)合金。通过电子背散射衍射对搅拌区(stirring zone,SZ)晶粒细化机制进行分析。用电子万能试验机对SZ试样进行超塑性拉伸。结果表明:SZ高角度晶界比例为74.5%,平均晶粒尺寸为1.8μm,主要的晶粒细化机制为连续动态再结晶;在变形温度为675℃,应变率为3×10^(-4)s^(-1)时,SZ试样的伸长率达到了465%,为超塑性,主要变形机制为晶界滑移,同时伴随连续动态再结晶和β→α相变。

关键词：水下搅拌摩擦加工 Ti-15-3合金显微组织超塑性晶界滑移

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7B04铝合金超塑性变形过程中的微观组织演变

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特种铸造及有色合金 2022年第8期42卷 990-995页

作者：廖荣跃叶凌英刘志鹏马凯杰刘金学肖阳郑州轻研合金科技有限公司中南大学材料科学与工程学院

通过高温拉伸试验研究了7B04铝合金超塑性变形的力学特征,采用OM、SEM、EBSD、TEM、FIB分析研究了超塑性变形的组织演变过程。结果表明,试样的最佳变形条件为515℃、3×10^(-4)s^(-1),此时材料的伸长率达到最大值(850%);在变形初期,空... 详细信息

通过高温拉伸试验研究了7B04铝合金超塑性变形的力学特征,采用OM、SEM、EBSD、TEM、FIB分析研究了超塑性变形的组织演变过程。结果表明,试样的最佳变形条件为515℃、3×10^(-4)s^(-1),此时材料的伸长率达到最大值(850%);在变形初期,空洞在空位迁移和拉应力的共同作用下逐渐形成,部分晶粒沿拉伸方向发生碎裂,造成沿拉伸方向的晶粒尺寸略微下降,晶粒纵横比也随之下降,然后晶粒随应变量的增加逐渐长大。7B04铝合金超塑性变形过程中,试样表面在扩散蠕变和晶界滑移的共同作用下出现条纹带,晶界附近形成无沉淀析出带,不存在晶内位错滑移,其超塑性变形机理为伴随扩散蠕变的晶界滑移机制。

关键词： 7B04铝合金超塑性晶界滑移扩散蠕变